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植物はDNAを溜め込む生き物である。後で役に立つかもしれないものは絶対に捨てないという信念のもと、植物は自分のゲノム全体を複製して、追加された遺伝子の荷物を抱え込むことが多い。余分な遺伝子は、自由に変異して新たな特徴を生み出し、進化の速度を速める。今回の研究では、松、ヒノキ、セコイア、銀杏、ソテツなどの種子植物である裸子植物の進化の歴史において、このような複製イベントが極めて重要であったことが明らかになった。本研究は、現代の裸子植物の祖先が、3億5千万年以上前にゲノム重複を起こしていたことが、裸子植物の起源に直接貢献した可能性を示すものだ。その後のゲノム重複は、これらの植物が劇的に変化する生態系の中で生き残るための革新的な形質の進化の源となり、過去2,000万年の間に最近復活した植物の基礎を築いた。本研究は、2021年7月19日にNature Plantsにオンライン掲載された。この論文は、「裸子植物における表現型進化の大きな流れは、遺伝子の重複と系統的な対立にある（Gene Duplications and Phylogenomic Conflict Underlie Major Pulses of Phenotypic Evolution in Gymnosperms ）」と題されている。 フロリダ自然史博物館の博士課程を卒業したばかりで、本研究の筆頭著者であるGregory Stull 博士は、「進化の初期にこのような出来事があったことで、遺伝子が進化してまったく新しい機能を生み出す機会が生まれ、裸子植物が新しい生息地に移行したり、生態系の上昇に役立ったりする可能性があった」と述べている。   裸子植物に迫る 動物では2本以上の染色体を持つ「倍数体」は珍しいが、植物では当たり前の現象である。例えば、我々が食べている果物や野菜のほとんどは、近縁種同士の交配によっ

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腫瘍細胞が血流に乗って体の他の部分に広がるのを防ぐのに役立つと思われる特殊なタンパク質が発見された。ジョンズ・ホプキンス大学の化学・生体分子工学博士候補で、アルバータ大学およびポンペウ・ファブラ大学（スペイン）の同僚と共同で行った本研究論文の筆頭著者であるKaustav Bera 氏は、「我々は、このTRPM7（transient receptor potential cation channel subfamily M member 7）というタンパク質が、循環系を流れる流体の圧力を感知して、細胞が血管系を通って広がるのを止めることを発見した。」「転移した腫瘍細胞は、このセンサータンパク質のレベルが著しく低下していることがわかった。そのため、流体の流れに背を向けるのではなく、効率的に循環に入り込むことができるのだ」と述べている。 この研究成果は、Science Advances誌2021年7月9日号に掲載され、転移の中でもほとんど理解されていない「体内浸潤」と呼ばれる部分に光を当てている。 体内浸潤とは、原発巣から分離した癌細胞が体内の他の部位に移動してコロニーを作るために循環系に入ることだ。このオープンアクセス論文は、「流体せん断応力センサーTRPM7が腫瘍細胞の侵入を制御する（The Fluid Shear Stress Sensor TRPM7 Regulates Tumor Cell Intravasation）」と題されている。さらに、TRPM7の発現を人為的に増加させることで、腫瘍細胞の浸潤、ひいては転移を未然に防ぐことができる可能性も示されている。 TRPM7は、細胞内のカルシウムを制御していることが古くから知られていたが、今回、細胞の移動におけるTRPM7の役割について新たな知見が得られたことは、研究者らにとって非常に興味深いことだ。「このプロセスは

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フランシス・クリック研究所（英国）の研究者らは、これまで哺乳類の進化とともに消滅したと考えられていた、SARS-CoV-2やジカウイルスなどのRNAウイルスから哺乳類の幹細胞を守るための重要なメカニズムを発見した。このメカニズムを利用して、新しい抗ウイルス治療法を開発できる可能性があるという。 ウイルスは、宿主に感染すると、細胞内に侵入して複製を行う。哺乳類のほとんどの細胞では、インターフェロンと呼ばれるタンパク質が第一の防御策となる。しかし、幹細胞には、インターフェロンの反応を引き起こす能力がないため、幹細胞がどのようにして自分自身を守るかについては不明な点があった。サイエンス誌の2021年7月9日号に掲載された今回の研究では、マウスの幹細胞の遺伝物質を分析し、その中に、ウイルスのRNAを切断してRNAウイルスの複製を阻止する抗ウイルスダイサー（antiviral Dicer：aviDicer）と呼ばれるタンパク質を構築するための命令が含まれていることを発見した。このような防御方法はRNA干渉と呼ばれ、植物や無脊椎動物の細胞もこの方法を用いている。 この論文は、「ダイサーのアイソフォームが哺乳類の幹細胞を複数のRNAウイルスから守る（An Isoform of Dicer Protects Mammalian Stem Cells Against Multiple RNA Viruses）」と題されている。 フランシス・クリック研究所の免疫生物学研究室のグループリーダーであるCaetano Reis e Sousa博士は、次のように述べている。「幹細胞がどのようにしてRNAウイルスから身を守っているのかを知ることは、非常に興味深いことだ。この防御方法は、植物や無脊椎動物も使用していることから、哺乳類の歴史をはるかにさかのぼり、進化の木が途切れた頃までさかのぼることがで

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合成生物学とは、ある化学物質を感知すると蛍光を発するなど、細胞に新しい機能を持たせる方法だ。通常は、ある入力をきっかけに遺伝子が発現するように細胞を改変することで実現する。しかし、細胞が必要な遺伝子を転写したり翻訳したりするのに必要な時間があるため、分子を検出するようなイベントと結果としての出力との間には、長いタイムラグがあることが多い。 今回、MITの合成生物学者らは、このような回路を設計するために、高速で可逆的なタンパク質-タンパク質相互作用のみに依存する代替アプローチを開発した。この方法では、遺伝子がmRNAに転写されたり、タンパク質に翻訳されたりするのを待つ必要がないため、数秒以内に回路を立ち上げることができると言う。 「我々は、これまで誰も体系的に開発できなかった、非常に速いタイムスケールで起こるタンパク質の相互作用を設計する手法を確立した。この種の回路は、環境センサーや、病気の状態や心臓発作などの切迫した事象を明らかにする診断装置の開発に役立つだろう」とこの研究者らは述べている。 MITの生物工学および電気工学・コンピュータサイエンスの教授であるロン・ワイス博士（写真）は、2021年7月1日にScience誌のオンライン版に掲載された本研究の上席著者である。その他の著者には、元MITのポスドクであるトリスタン・ベプラー博士、MITのコンピュータサイエンス・人工知能研究所のサイモンズ教授で計算・生物学グループの責任者であるボニー・バーガー博士、ウィスコンシン大学の助教授であるブライアン・ティーグ博士、ペンステート・ハーシー医療センターの生化学・分子生物学科の学科長であるジム・ブローチ博士が含まれている。この論文は、「内在的なネットワークの発見のために設計されたタンパク質-リン酸化トグルネットワーク（An Engineered Protein-Phosphor

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多くの人は、粘液を本能的に嫌なものだと思っているが、実は、我々の健康にとって信じられないほど多くの貴重な機能を持っている。我々の大切な腸内フローラを絶えず注意し、バクテリアの餌となっている。また、体の表面を覆い、外敵から身を守るバリアとして、感染症から身を守る役割も果たしている。これは、粘液が細菌を出し入れするフィルターの役割を果たしているからで、細菌は食間の粘液に含まれる糖分を餌にしている。そこで、体内にすでに存在する粘液を適切な糖分で作り出すことができれば、まったく新しい医療に利用できるかもしれない。 このたび、DNRFセンターオブエクセレンス、コペンハーゲン糖鎖研究センターの研究者らは、健康な粘液を人工的に作り出す方法を発見した。この論文は、2021年7月1日にNature Communicationsのオンライン版に掲載された。 このオープンアクセス論文は、「遺伝子操作された細胞による、定義されたO-Glycanを持つヒトのムチノームの提示（Display of the Human Mucinome with Defined O-Glycan by Gene Engineered Cells）」と題されている。 「我々は、ヒトの粘液に含まれる重要な情報であるムチンとも呼ばれる糖質を生産する方法を開発した。今回、抗体などの今日の他の治療用生物製剤を製造するのと同じ方法で、人工的に製造することが可能であることを示した」と、本研究の筆頭著者であり、コペンハーゲン・グライコミクス・センターのディレクターであるヘンリック・クラウゼン教授は述べている。 粘液（ムチン）は、そのほとんどが糖分で構成されている。今回の研究では、細菌が認識するのは、実はムチン上の糖の特別なパターンであることを示している。 「それは、体が善玉菌を選択し、病気の原因となる菌を非選択にする方法なのだ

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グリフィス大学（オーストラリア）の研究者らは、癌の腫瘍マーカーを検出する新しい方法を開発し、早期診断に役立てようとしている。クイーンズランド・マイクロ・ナノテクノロジーセンターのムハマド・シディキー准教授と、グリフィス創薬研究所の細胞工場・バイオポリマーセンターのディレクターであるベルント・レーム教授が率いる研究チームは、新しいクラスの超常磁性ナノ材料を用いて、卵巣癌などの腫瘍マーカーを安価で高感度に検出する方法を考案した。 この研究成果は、2021年6月29日にACS Applied Materials and Interfacesのオンライン版に掲載された。 この論文は、「バイオエンジニアリングされたポリマーナノビーズによる癌バイオマーカーの分離と電気化学的検出（Bioengineered Polymer Nanobeads for Isolation and Electrochemical Detection of Cancer Biomarkers） 」と題されている。 研究チームは、細胞工場をバイオエンジニアリングして、特定のターゲット抗体に結合する磁気特性を持つナノビーズを組み立てた。そして、磁化されたナノビーズを卵巣癌細胞に加え、メチル化されたDNAを捕捉したり、 エクソソーム （細胞内小胞）を検出したりした。 シディキー准教授は、「このナノ材料は、特定の病気を検出する必要性に応じて設計することができるため、非常に柔軟性があり、特定の病気の検出に関連するほぼすべての種類の生体分子に合わせて調整することができる」と述べている。 いったん病気の分子がナノ材料に "捕獲 "されると、単純な磁石を使って体液から簡単に分離することができる。 シディキー准教授は、この方法は、現在の検出方法に比べて、より速く、より正確で、より安価であり、ナノビーズは産業用の細胞工

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コロンビア大学のダスティン・R・ルーベンスタイン博士（生態学・進化学・環境生物学教授）率いる研究チームは、2021年6月15日にPNASのオンライン版に掲載された論文で、同じ海産テッポウエビ科の中でも、Synalpheus はゲノムサイズと社会行動が大きく異なるだけでなく、時間とともに共進化していることを明らかにした。このグループは、アリやハチのような真社会性社会で生活するように進化した唯一の海洋生物であり、コロニー内の一部の個体が自分の生殖を放棄して他の個体の子孫を育てる手助けをすることから、長年にわたって研究されてきた。しかし、研究チームがテッポウエビのゲノムサイズが非常に多様であることを発見したのは、わずか数年前のことだった。いくつかの種では、ヒトのゲノムサイズの4～5倍以上もある非常に大きなゲノムを持っている。 また、ルーベンスタイン博士は、「真社会性種が最も大きなゲノムを持っているようだ」と述べている。これは、いくつかの昆虫の系統で見られるのとはまったく逆の結果である。このパターンを受けて、研究チームは、真社会性種がなぜこのように大きなゲノムを持っているのかを解明するために、米粒ほどの大きさしかない海綿に生息するエビのゲノムをさらに詳しく調べた。 ルーベンスタイン博士のほか、コロンビア大学の元ポスドク、ソロモン・T・C・チャク博士とスティーブン・E・ハリス博士（いずれも現在はSUNY大学の助教授）、シアトル大学のクリスティン・M・ハルトグレン博士、ベッドフォード大学のニコラス・W・ジェフェリー博士らが、この研究に参加している。トロントにあるベッドフォード海洋研究所のジェフェリー博士は、真社会性のテッポウエビの種が、社会性の低い種に比べてゲノムサイズが大きいことを確認しただけでなく、このゲノムサイズの増加が、進化の過程で増殖したトランスポサブルエレメントの蓄積に

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南フロリダ大学（USF Health）とタンパ総合病院（Tampa General Hospital）が新たに発表した研究によると、モノクローナル抗体は、リスクの高い患者に早期に投与することで、 COVID-19 に関連する救急外来の受診や入院を減少させる効果があることがわかった。FDAのガイドラインに沿って使用すれば、この治療法は、パンデミックによる患者や限られた医療資源への継続的な負担を軽減することができる、と研究者らは提案している。この共同研究は、2021年6月4日にOpen Forum Infectious Diseasesのオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「高リスクの外来患者に対するSARS-CoV-2モノクローナル抗体輸液の有効性（Effectiveness of SARS-CoV-2 Monoclonal Antibody Infusions in High-Risk Outpatients）」と題されている。 治験中のモノクローナル抗体療法は、静脈内に投与され、COVID-19の原因ウイルスであるSARS-CoV-2による感染を阻止するよう特別に設計されている。FDAは、重症化のリスクが高い軽度から中等度のCOVID-19の外来患者を対象に、モノクローナル抗体の緊急使用許可（EUA）を与えている。このような高リスクの患者は、入院、人工呼吸、およびコロナウイルスによる死亡を含むその他の合併症を起こしやすいとされている。 本研究の上席著者であるAsa Oxner医学博士（USF Health Morsani College of Medicine内科准教授・副学長）は、「現在、より多くのワクチンを接種することが重要視されているが、米国では未だに毎日何千人もの人々がCOVID-19に感染しており、かなりの数の人々が重篤な合併症に苦しんでい

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絶滅したと思われていたシーラカンスは、海の奥深くに生息する巨大な魚だ。今回、2021年6月17日付けのCurrent Biology誌オンライン版に掲載された報告によると、シーラカンスは、その巨大さに加えて、非常に長い時間、おそらく1世紀近く生きることができるという証拠が得られ、最高齢の標本は84歳であったという。また、シーラカンスは55歳前後で成熟し、5年間子供を妊娠するなど、非常にゆっくりとした生活を送っていることも報告されている。 フランスのブローニュ＝シュル＝メールにあるIFREMER海峡・北海漁業研究ユニットのKélig Mahé博士は、「今回の最も重要な発見は、これまでシーラカンスの年齢を5分の1に過小評価していたことだ」と述べている。「シーラカンスの年齢を新たに推定したことで、同サイズの海産魚の中で最も遅いとされるシーラカンスの体の成長や、その他の生活史的特徴を再評価することができ、シーラカンスの生活史は実際にはすべての魚の中で最も遅いもののひとつであることがわかった」と述べている。 これまでの研究では、シーラカンスの年齢を測定するために、12匹の小さなサンプルの鱗に刻まれた成長環を直接観察していた。その結果、シーラカンスは20年以上生きていないのではないかと考えられていた。もしそうだとすれば、シーラカンスはその大きさからして、最も成長の早い魚の一つということになる。シーラカンスの生物学的・生態学的特徴として知られている代謝の遅さや繁殖力の低さなどは、他の多くの深海生物のようにゆっくりとした生活史を持ち、ゆっくりと成長する魚の典型的な特徴であることを考えると、これは意外なことに思えた。 Mahé博士は、共著者のBruno Ernande博士、Marc Herbin博士とともに、フランス国立自然史博物館（Muséum National d'Histoire

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2021年6月18日にJAMA Network Open誌のオンライン版に掲載された研究論文で、テキサス大学サンアントニオ健康科学センター（UT Health San Antonio）の研究者らは、しゃっくりに対する科学的根拠に基づく新しい治療法について述べている。この論文の中で、科学者らはこの治療法を「強制吸気型吸引・嚥下ツール（forced inspiratory suction and swallow tool：FISST）」という新しい言葉で表現している。また、249名のユーザーを対象に、紙袋に息を吹き込むなどのしゃっくりの家庭療法に比べて優れているかどうかを調査した結果も報告されている。UT Health San AntonioのJoe R. and Teresa Lozano Long School of Medicineの脳神経外科准教授であるAli Seifi医学博士は、「しゃっくりは、人によっては時折煩わしいものだが、生活の質に大きな影響を与える人もいる」と述べている。「脳卒中や脳梗塞の患者や、癌患者も多く含まれている。今回の研究では、数名の癌患者が参加した。化学療法の中にはしゃっくりを引き起こすものがある。この論文は 「シャックリを止めるための強制吸気吸引・嚥下ツールの評価（Evaluation of the Forced Inspiratory Suction and Swallow Tool to Stop Hiccups ）」と題されている。   シンプルなツール FISSTは、カップの水を口に運ぶ際に、強制的な吸引を必要とする、入口バルブ付きの硬い飲み口だ。吸引と嚥下を同時に行うことで、フレニック神経と迷走神経という2つの神経を刺激し、しゃっくりを解消する。 強く吸引すると、呼吸時に肺を膨らませるための筋肉である横隔膜が収縮する。また、吸

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以下、サンフランシスコ州立大学(SFSU)生物学部教授のマイケル・A・ゴールドマン博士（Michael A. Goldman）による記事より：今日、コンピューターモデルを使って構造や回復力のシミュレーションを行わずに、橋を架けて、その上を車でゆっくり走るエンジニアはいないだろう。それなのに、なぜ製薬会社は洗練されたシミュレーションを行わずに、動物や人間で薬を試す必要があるのだろうか？　2021年（6月14日～18日）に開催されたPrecision Medicine World Conference（PMWC）の人工知能とデータサイエンスに関するバーチャルシンポジウムで、アムジェンのグローバルプロダクトジェネラルマネージャーであるSiddhartha Roychoudhury博士は、「臨床試験デザインは1970年代のままである」と述べている。 可能性のある薬の効果を評価するために、インシリコの「患者」（コンピュータモデルの中にのみ存在する患者）という考えは新しいものではない。 20年以上前に、物理学者の Colin Hill が生化学的な反応パラメータの詳細な知識に基づいて、個々の細胞の代謝活動をモデル化するというコンセプトを研究していた。同時期に、多くの企業や学術研究機関がこの分野に参入した。その後、GNSヘルスケアがリーダー的存在として台頭し、Hill は会長兼CEOを務めている。Hillは、PMWCのパネルディスカッション「Leveraging in silico Patients and AI to Better Design Clinical Trials」をリードし、Roychoudhury 博士、ノバルティス社のAIイノベーションセンターのグローバルヘッドであるIya Khalil 博士、アリアナ・ファーマ社のCEOであるMohammad Afshar 博士

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細胞には、DNAを複製して新たな細胞に送り込む装置がある。また、ポリメラーゼと呼ばれる同じ類の装置は、RNAメッセージを構築する。これは、中央のDNAレポジトリにあるレシピからコピーされたメモのようなもので、より効率的にタンパク質に読み込まれるようになっている。しかし、ポリメラーゼは、DNAからDNAまたはRNAへの一方向にしか働かないと考えられていた。そのため、RNAメッセージがゲノムDNAのレシピブックに書き戻されるのを妨げていた。今回、トーマス・ジェファーソン大学の研究者らは、RNAセグメントをDNAに書き戻すことができることを初めて証明した。これは、生物学の中心的なドグマに挑戦するものであり、生物学の多くの分野に影響を与える可能性がある。 フィラデルフィアにあるトーマス・ジェファーソン大学の生化学・分子生物学准教授、Richard Pomerantz博士は、「この研究は、RNAのメッセージをDNAに変換するメカニズムを細胞内に持つことの意義を理解する上で、他の多くの研究への扉を開くものだ」と述べている。ヒトのポリメラーゼがこのようなことを高効率で行えるという現実は、多くの疑問を投げかける。例えば、今回の発見は、RNAメッセージがゲノムDNAを修復したり書き換えたりするためのテンプレートとして利用できることを示唆している。 この研究成果は、2021年6月11日、学術誌「Science Advances」のオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「PolθはRNAを逆転写し、RNAによるDNA修復を促進する（Polθ Reverse Transcribes RNA and Promotes RNA-Templated DNA Repair ）」と題されている。 Pomerantz博士のチームは、筆頭著者であるGurushankar Chandramo

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2021年6月10日発行のCell誌に掲載された研究論文によると、体内の免疫系が宿主の細胞を傷つけることなく、癌細胞を排除することができるという驚くべき新しいメカニズムが明らかになった。この発見は、癌細胞に選択的に作用し、正常な細胞や組織には無害であるように設計されたファースト・イン・クラスの医薬品を開発する可能性を秘めている。この発見が成功すれば、適切な薬剤を適切な量、適切なタイミングで投与することができるようになり、精密医療の実践を向上させることができるだろう。この論文は「好中球エラスターゼが癌細胞を選択的に死滅させ、腫瘍形成を抑制する（Neutrophil Elastase Selectively Kills Cancer Cells and Attenuates Tumorigenesis）」と題されている。（画像は好中球）   私たちの免疫系は、健康を維持しながら病気を退治するために重要な役割を果たしている。例えば、免疫系は、細菌、真菌、原虫など、さまざまな感染性病原体を認識して攻撃する能力を持っている。シカゴ大学医学部総合癌センターの研究者たちは、免疫系が癌に対して同様の反応を起こすことができるかどうか、またどのようにして反応を起こすのかについて興味を持っていた。 このような発見は、癌の弱点（アキレス腱）を明らかにし、望ましくない副作用の少ない、より効果的な新しい治療法の開発を可能にする。 その有力な手がかりとなるのが、白血球の一種である多形核好中球（PMN）である。PMNは、免疫系が発する化学的シグナルに反応して、体内の必要な部位に移動する。しかし、PMNが癌細胞を死滅させる正確なメカニズムは完全には解明されていない。 今回の新たな研究により、シカゴ大学の研究チームは、好中球エラスターゼ（ELANE）が、ヒトの好中球から放出され、癌細胞に特異的に細胞

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この種の研究としては最大規模の研究で、新たに認知症に関連する84の遺伝子を発見するなど、認知症において遺伝子がどのように制御されているかについて新たな知見が得られた。エクセター大学の研究者を中心とする国際共同研究チームは、6つの異なる研究で得られた1,400人以上のデータを組み合わせて解析した。この研究成果は2021年6月10日にNature Communications誌のオンライン版に掲載された。   このオープンアクセス論文は、「アルツハイマー病におけるエピゲノムワイド関連研究のメタアナリシスにより、大脳皮質全体での新規のメチル化差異遺伝子が明らかになる（A Meta-Analysis of Epigenome-Wide Association Studies in Alzheimer's Disease Highlights Novel Differentially Methylated Loci Across Cortex）」と題されている。 これらの研究は、アルツハイマー病で亡くなった人の脳サンプルを用いて分析された。アルツハイマー病協会が資金を提供し、医学研究評議会（MRC）と米国国立衛生研究所（NIH）が支援するこのプロジェクトでは、ゲノム上の約50万箇所のDNAメチル化と呼ばれるエピジェネティックな痕跡を調べた。エピジェネティックなプロセスは、遺伝子のスイッチのオン・オフをコントロールするもので、人体を構成するさまざまな細胞タイプや組織において、必要に応じて遺伝子の挙動が異なることを意味する。重要なことは、エピジェネティックなプロセスは、遺伝子とは異なり、環境要因によって影響を受ける可能性があるということだ。そのため、これらのプロセスは可逆的であり、新しい治療法につながる可能性がある。 今回の研究では、脳のさまざまな領域で、ゲノム全体のエピジェネテ

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バンダービルト大学医療センター（VUMC）の研究者らが開発した細胞貫通ペプチドは、細菌やウイルスの感染によって生じ、しばしば致命的となる敗血症性ショックを動物モデルで予防することができたことが報告された。この研究成果は、2021年6月7日にScientific Reports誌のオンライン版に掲載され、COVID-19を含む微生物感染に対する制御不能な炎症反応による重篤な合併症や死亡のリスクが最も高い患者を保護する方法につなる可能性がある。   このオープンアクセスの論文は、「致死性微生物炎症に対する高脂血症の過敏性と核輸送シャトルの選択的標的化によるその回復（Hyperlipidemic Hypersensitivity to Lethal Microbial Inflammation and Its Reversal by Selective Targeting of Nuclear Transport Shuttles）」と題されている。 本論文の責任著者であり、バンダービルト大学の分子生理学・生物物理学の教授及びナッシュビル退役軍人局（VA）医療センターの健康研究員でもある Jacek Hawiger医学博士は、「生命を脅かす微生物による炎症は、米国および世界で何百万人もの人々を悩ませているメタボリックシンドロームの患者では、より深刻になる」「我々は、炎症の司令塔である細胞核への経路を探っている」と述べている。 細菌に感染すると、転写因子が免疫細胞や血管細胞の核に運ばれ、そこで遺伝子発現が再プログラムされて、感染に対抗する炎症分子の産生が促進される。しかし、この炎症反応は、放っておくと山火事のように小さな血管を傷つけ、多臓器不全や死に至ることがある。 メタボリックシンドロームの特徴である肥満や高血糖（糖尿病）、中性脂肪、コレステロールの値が高い（高脂血症）

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UCLAヘルスの研究者らは、パーキンソン病と多系統萎縮症（MSA）というよく似た2つの運動障害を見分けることができる血液検査を開発した。この検査法は、脳細胞から送り出されて血液中に混入する「 エクソソーム 」と呼ばれる微小な小胞の内容物を分析することで、パーキンソン病を識別するもので、現在は研究用に限定されている。   今回の研究成果は、2021年5月15日付でActa Neuropathologica誌に掲載された。このオープンアクセス論文は、「パーキンソン病と多系統萎縮症を区別するために、神経細胞およびオリゴデンドログリアマーカーを用いて免疫沈降させた血液中のエクソソーム中のα-シヌクレインについて（α-Synuclein in Blood Exosomes Immunoprecipitated Using Neuronal and Oligodendroglial Markers Distinguishes Parkinson's Disease From Multiple System Atrophy）」と題されている。パーキンソン病は、筋硬直や振戦などの症状が類似しているため、MSAを含む他の神経変性疾患との区別が難しい場合がある。 どちらか一方の疾患と誤って診断された患者は、予期せぬ症状が出たときに不安を感じたり、パーキンソン病の誤診の場合は、予測よりも早く病気が進行してしまったりすることがある。 UCLAのデビッド・ゲフィン医科大学の神経学教授であるGal Bitan博士は、「パーキンソン病であれば、多くの治療法があり、長期間にわたって症状を改善することができる」と語る。「MSAは非常に攻撃的な病気で、急速に症状が悪化するため、愛する人と話し合ったり、財産管理をしたり準備したいと思うだろう」と述べている。 また、不正確な診断は、臨床試験の結果を歪める可

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ワムシは、顕微鏡で見ないとわからないほど小さな多細胞生物だ。その小ささにもかかわらず、乾燥、凍結、飢餓、低酸素などの環境下でも生き延びることができるタフな動物として知られている。今回、Current Biology誌の2021年6月7日号に掲載された報告によると、彼らは凍結に耐えられるだけでなく、シベリアの永久凍土の中で少なくとも2万4,000年は生き延びることができるという。 この論文は「2万年前の北極圏の永久凍土から回収された生きたBdelloid Rotifer（A Living Bdelloid Rotifer Recovered from 20,000 Years Old Arctic Permafrost）」と題されている。 ロシアのプシュチノにある土壌科 学物理化学・生物学問題研究所の土壌低温学研究室のスタス・マラビン博士（Stas Malavin, PhD）は、「今回の報告は、多細胞動物がクリプトバイオシス（代謝がほとんど停止した状態）で数万年も耐えられることを、現時点で最も確実に証明するものだ」と語っている。土壌低温学研究室は、シベリアの古代永久凍土から微細な生物を分離することを専門としている。サンプルの収集には、北極圏の最も遠い場所で掘削装置を使用している。 これまでに多くの単細胞の微生物が確認されている。また、3万年前の線虫の報告もある。コケや一部の植物も、何千年も氷の中に閉じ込められていたにもかかわらず、再生されている。今回、研究チームは、氷の下で無限に仮死状態で生き延びる能力を持つ生物として、ワムシを追加した。 ワムシは、これまでの研究では、凍結しても10年程度しか生きられないと報告されていた。今回の研究では、放射性炭素年代測定法を用いて、永久凍土から回収したワムシが約24,000年前のものであることを確認した。解凍後、アディネータ属に属する

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以下、サンフランシスコ州立大学(SFSU)生物学部教授のマイケル・A・ゴールドマン博士（Michael A. Goldman）による記事より： COVID-19 は、コロナウイルスSARS-CoV-2にさらされることで発症する感染症であるが、個人がCOVID-19に罹患するかどうかは、宿主の遺伝的要因が一因となっている。COVID-19の特徴の1つは、症状が出ない、あるいは非常に軽い人がいる一方で、人工呼吸器をつけたり、死亡したり、長期にわたる影響（long-COVIDと呼ばれる）を受けたりする人がいることである。 宿主の遺伝的要因としては、ゲノムワイド関連解析（GWAS）により、3p21.31、12q24.13、ABO式血液型、I型インターフェロン免疫異常などが特定されている。現在のパンデミックは、公衆衛生対策と記録的な速さで製造されたワクチンにより抑えられているが、病気のリスクに影響を与える宿主の要因を根本的に理解することは、将来のパンデミックに備え、COVID-19を迅速に終息させる上で、非常に大きな価値を持つ。 新研究では、DNA配列レベルでの遺伝的変化を伴う宿主遺伝に加えて、DNAメチル化などのエピジェネティックなレベルでの変化も関与している可能性が示された。哺乳類で最も一般的なDNAメチル化は、CpGジヌクレオチドのシトシンが5-メチル-シトシンに変換され、それが伝播することで起こる。CpGメチル化は、ゲノムの重要な制御領域で起こり、しばしば遺伝子の発現を抑制する。 げっ歯類とヒトのハイブリッド細胞に5-アザシチジンをin vitroで投与すると、メチル化が逆転し、ヒト女性の不活性X染色体上の遺伝子など、以前は沈黙していた遺伝子が再び活性化される。 スペイン・バルセロナのジョセップ・カレラス白血病研究所(IJC)のManuel Castro de M

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世界で最も包括的な COVID-19 治療薬の再利用コレクションを調査した結果、現在進行中の世界的大流行の原因となっているコロナウイルスに対して抗ウイルス活性を有する90種類の既存の医薬品または医薬品候補を特定した。これらの化合物のうち、スクリプス研究所の研究では、COVID-19の経口薬として再利用できる可能性が高い、臨床承認された4つの薬剤と、その他の開発段階にある9つの化合物を特定した。 2021年6月3日にNature Communicationsのオンライン版に掲載されたこのオープンアクセスの論文は、「薬剤再利用スクリーンでCOVID-19治療薬の開発に必要な化学物質を特定（Drug Repurposing Screens Identify Chemical Entities for the Development of COVID-19 Interventions）」と題されている。 コロナウイルスのヒト細胞での複製を阻止した薬剤のうち、19種類がCOVID-19の治療薬として承認されている抗ウイルス療法薬であるレムデシビルと協調して作用したり、その作用を高めたりすることが分かった。「COVID-19に対する有効なワクチンができた一方で、COVID-19の感染を予防したり、感染の悪化を防いだりすることができる効果の高い抗ウイルス剤はまだない」「今回の結果は、SARS-CoV-2に有効な既存の経口薬を再利用するための有望な手段がいくつもある可能性を示唆している。我々は、有望な既存の薬剤を特定し、さらに今回の知見を活用して、亜種や薬剤耐性株を含むSARS-CoV-2や、現在存在する、あるいは将来出現する可能性のある他のコロナウイルスに対してより効果的な、最適化された抗ウイルス剤を開発している。」と、スクリプス研究所の社長兼CEOで論文の共同執筆者であるPeter

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2021年5月25日、網膜神経変性疾患および中枢神経系疾患に対する革新的な遺伝子治療法の開発と商業化に注力するバイオファーマ企業であるGenSight Biologics社（Euronext: SIGHT, ISIN: FR0013183985, PEA-PME対象）は、ネイチャー・メディシンに、末期の網膜色素変性症（RP）の失明患者の視覚機能が部分的に回復した初めての症例報告が掲載されたことを発表した。この患者は、GenSight Biologics社の光遺伝療法GS030を用いて現在進行中のPIONEERフェーズI/II臨床試験の参加者だ。   2021年5月24日にオンラインで発表されたこのオープンアクセス論文は、「光遺伝学的治療による盲目の患者の視覚機能の部分的回復（Partial Recovery of Visual Function in a Blind Patient After Optogenetic Therapy）」と題されており、失明患者が光遺伝療法を受けた後に視覚が回復したことを示す、初めての査読付き論文だ。   画像： 白いテーブルの上にカップがあるかどうかをボランティアに言わせる実験の様子。実験中の行動反応と脳活動が同時に記録された。(出典：Nature Medicine). GenSight社の共同設立者であり、最高経営責任者であるベルナルド・ギリー博士は、「今回の成果は、オプトジェネティクスの可能性を、治療の概念から臨床利用へと前進させる、実に画期的なものだ」「これらの成果は、Institut de la Vision、Institute of Ophthalmology Basel、Streetlabなどのパートナーとの緊密な協力関係なしには得られなかった。特に試験に参加している患者には感謝している。彼らの経験や意見は、GS03

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ある国際コンソーシアムによって、複数の都市の大気と表面の両方を対象とした、史上最大規模の都市型マイクロバイオームのメタゲノム研究が発表された。この国際プロジェクトでは、世界60都市の公共交通機関や病院から収集したサンプルの配列を決定し、解析を行った。   このプロジェクトでは、数千種類のウイルスやバクテリア、2種類の古細菌など、リファレンスデータベースでは見つかっていない、同定されたすべての微生物種の包括的な解析とアノテーションが行われている。この研究は、2021年5月26日にCell誌のオンライン版に掲載された。このオープンアクセス論文は、「都市のマイクロバイオームと抗菌剤耐性のグローバルメタゲノムマップ （A Global Metagenomic Map of Urban Microbiomes and Antimicrobial Resistance）」と題されている。ワイルコーネル大学医学部の准教授で、WorldQuant Initiative for Quantitative Predictionのディレクターを務めるChristopher Mason博士は、「どの都市にも、その都市を特徴づける微生物の"分子エコー"がある。もしあなたが靴をくれたら、あなたが世界のどの都市から来たのかを、約90％の精度で伝えることができる。」と述べた。 今回の研究成果は、6大陸の都市で3年間に渡って採取された4,728個のサンプルに基づいており、地域ごとの抗菌剤耐性マーカーを特徴付けるとともに、都市の微生物生態系を世界規模で体系的にまとめた初のカタログとなっている。今回の解析では、各都市で異なる微生物の特徴に加えて、サンプルを採取した都市部の97％のサンプルで検出された31種のコアセットが明らかになった。研究者らは、4,246種の既知の都市微生物を同定したが、その後のサンプリ

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3万5千年前に現在のルーマニアに住んでいた女性、Peştera Muierii 1の頭蓋骨の全ゲノム配列の決定に初めて成功した。彼女の高い遺伝的多様性は、アフリカからの移住が人類発展の大きなボトルネックになったのではなく、直近の氷河期の間とその後に起こったことを示している。   これは、スウェーデンのウプサラ大学のMattias Jakobsson博士が主導し、2021年5月18日にCurrent Biology誌のオンライン版に掲載された新しい研究の成果だ。このオープンアクセスの論文は、「先史時代のヨーロッパにおいてPeştera Muierii の頭蓋骨のゲノムは高い多様性と低い変異負荷を示す（Genome of Peştera Muierii Skull Shows High Diversity and Low Mutational Load in Pre-Glacial Europe）」と題されている。 「彼女は、5,000年前のヨーロッパにいた個体よりも、現代のヨーロッパ人に少し似ているが、その差は我々が考えていたよりもずっと小さいものだった。彼女は現代のヨーロッパ人の直接の祖先ではないが、最終氷期の終わりまでヨーロッパに住んでいた狩猟採集民の前身であることがわかる」と、ウプサラ大学生物生物学部の教授であり、この研究の責任者であるMattias Jakobsson氏は述べている。 3万年以上前の完全なゲノムの塩基配列が決定された例はほとんどない。研究チームは、Peştera Muierii 1 の全ゲノムを読み取ることができるようになったことで、ヨーロッパの現代人との類似性を確認できると同時に、彼女が直接の祖先ではないことも分かった。 これまでの研究で、他の研究者は、彼女の頭蓋の形が現代人とネアンデルタール人の両方に類似していることを観察していた。そのため、

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北米とユーラシア大陸で発見された馬の化石から採取された古代のDNAを調査した結果、両大陸の馬の集団は、ベーリング・ランド・ブリッジを介して、何十万年もの間、何度も行き来し、交配しながらつながっていたことが明らかになった。今回の発見は、最終氷期の終わりに北米で絶滅した馬と、最終的にユーラシア大陸で家畜化され、その後ヨーロッパ人によって北米に再導入された馬との間に、遺伝的連続性があることを示している。 この研究は、2021年5月10日に「Molecular Ecology」のオンライン版に掲載された。この論文は、「古代馬のゲノム解析により、ベーリング・ランド・ブリッジを越えた分散の時期と範囲が判明（Ancient Horse Genomes Reveal the Timing and Extent of Dispersals Across The Bering Land Bridge）」と題されている。 カリフォルニア大学サンタクルーズ校の生態学・進化生物学教授で、ハワード・ヒューズ医学研究所の研究員でもあるBeth Shapiro博士は、「この論文の結果は、氷河期にアジアと北米の間でDNAが容易に流れていたことを示しており、北半球の馬の個体群の間で物理的および進化的なつながりが維持されていたことを意味している。本研究では、氷河期に巨大な氷床が形成された更新世において、大陸間で大型動物が移動するための生態系回廊としてのベーリング海陸橋の重要性が明らかになった。海面が劇的に低下したことで、ロシアのレナ川からカナダのマッケンジー川までのベーリング海と呼ばれる広大な陸地が出現し、そこには馬、マンモス、バイソンなどの更新世の動物が生息する広大な草原が広がっていた。古生物学者は、北米で馬が進化し、多様化したことを古くから知っていた。しかし、約100万年前にベーリング海橋を渡ってユーラ

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スタンフォード大学の研究者らは、すべての生物の生態に重要な役割を果たす可能性のある新しい種類の生体分子を発見した。この新種の生体分子は「GlycoRNA」と呼ばれ、リボ核酸（RNA）の小さなリボンに糖鎖と呼ばれる糖の分子がぶら下がっている。これまで、同じように糖がついた生体分子は、脂肪（脂質）とタンパク質しか知られていなかった。   これらの糖脂質や糖タンパク質は、動物や植物、微生物の細胞内や細胞外に偏在しており、生命維持に必要なさまざまなプロセスに貢献している。今回発見された GlycoRNA は、希少なものでもなく、誰も探そうとしなかっただけで、すぐ目につくところに隠れていた。この研究成果は、2021年5月17日付のCell誌オンライン版に掲載された。この論文は、「低分子RNAはN-グリカンで修飾され、細胞の表面に表示される（Small RNAs Are Modified With N-Glycan and Displayed on the Surface of Living Cells）」と題されている。 スタンフォード大学人文科学部、ベイカー・ファミリー・ディレクター（Stanford Chemistry, Engineering, and Medicine for Human Health)の教授で、本研究の上席著者であるCarolyn Bertozzi博士（写真）は、「これは、まったく新しい種類の生体分子の驚くべき発見だ」と述べている。「この発見は、我々がまったく知らない生体分子経路が細胞内に存在することを示唆しているので、まさに爆弾発言だ」と述べている。さらに、Bertozzi博士は、「糖鎖によって修飾されてGlycoRNAを形成するRNAのいくつかは、自己免疫疾患と関連しているという不名誉な歴史がある」と付け加えた。Bertozzi博士は、本研究の筆頭著

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ラベンダーというと、その花の独特の香りが思い浮かぶ。この美しい花は、太古の昔から香水やエッセンシャルオイルの原料として使われてきた。この花の美しさは、世界中の人々の想像力をかきたててきた。では、なぜこの花はそれほどまでに特別なのだろうか？   この花に独特の香りを与えている "魔法のような化合物"とは何だろうか？これらの化合物の遺伝子的な基盤は何なのか？ これらの疑問は、長い間、科学者たちを悩ませてきた。その答えを見つけるために、中国の科学者グループは、ラベンダーのゲノムを解読した。 2021年3月1日付けでHorticulture Researchのオンラインに掲載されたこのオープンアクセス論文は、「染色体ベースのラベンダーゲノムは、シソ科植物の進化とテルペノイド生合成に関する新たな知見を提供する（The Chromosome-Based Lavender Genome Provides New Insights into Lamiaceae Evolution and Terpenoid Biosynthesis）」と題されている。 中国科学院植物研究所植物資源重点研究室および北京植物園のLei Shi教授をリーダーとする研究チームは、特にラベンダーが生産する一群の揮発性テルペノイドの遺伝学的および多様性に関心を持った。テルペノイドは、ラベンダーをはじめとする香りのよい花の生物学において重要な役割を果たしている。環境中では、テルペノイドは潜在的な昆虫の受粉媒介者を引き寄せることが示されている。また、実生活では、エッセンシャルオイルなどで、ストレス解消や肌の調子を整えるなどの効果が期待されている。このような観点から、ラベンダーを操作してテルペノイド化合物の品質を向上させるためには、遺伝子レベルでテルペノイド生合成の基礎を理解することが不可欠であると考えられた。研究

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ミネソタ大学ツインシティーズ校の工学・医学研究者が主導した画期的な研究により、新しい癌治療法に使用される人工免疫細胞が物理的な障壁を乗り越え、患者自身の免疫システムが腫瘍と闘うことができることが示された。この研究は、将来、世界中の何百万人もの人々のために、癌治療を改善する可能性がある。 本研究は、2021年5月14日にNature Communications のオンライン版に掲載された。   この論文は、「構造的にも機械的にも複雑な腫瘍の微小環境を通じたT細胞の三次元移動強化エンジニアリング（Engineering T Cells to Enhance 3D Migration Through Structurally and Mechanically Complex Tumor Microenvironments）」と題されている。 免疫療法とは、化学薬品や放射線の代わりに、患者の免疫システムが癌と闘うのを助ける癌治療法の一種だ。T細胞は白血球の一種であり、免疫システムにとって重要な役割を果たしている。細胞障害性T細胞は、標的となる侵入者の細胞を探し出して破壊する兵士のようなものだ。血液や血液を作る器官に発生した一部の癌に対しては免疫療法が成功しているが、固形癌ではT細胞の仕事ははるかに困難だ。本研究の上席著者であり、ミネソタ大学理工学部の生物医学工学准教授であるPaolo Provenzano博士は、「腫瘍は一種の障害物コースのようなもので、T細胞は癌細胞に到達するために試練を乗り越えなければならない」「T細胞は腫瘍に侵入するが、うまく動き回ることができず、ガス欠で疲弊する前に必要な場所に行くことができない」と述べている。 この世界初の研究では、T細胞を工学的に設計し、機械的に最適化したり、障壁を乗り越えるのに適した「適合性」を持たせるための工学的設計基準を開発し

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COVID-19 パンデミックが始まってから数カ月後の2020年初頭、科学者らはCOVID-19感染症の原因ウイルスであるSARS-CoV-2の全ゲノム配列を決定することができた。その時点で、その遺伝子の多くはすでに判明していたが、タンパク質をコードする遺伝子の全容は解明されていなかった。今回、MITの研究者らが広範な比較ゲノム研究を行った結果、SARS-CoV-2のゲノムについて、最も正確で完全な遺伝子アノテーションを作成した。 この研究結果は、2021年5月11日にNature Communications誌のオンライン版に掲載されたが、その中でこの科学者らは、いくつかのタンパク質をコードする遺伝子を確認するとともに、これまで遺伝子として示唆されていたいくつかの遺伝子が、いかなるタンパク質もコードしていないことを発見した。本研究の上席著者であり、マサチューセッツ工科大学コンピュータ科学・人工知能研究所（CSAIL）のコンピュータ科学教授、およびマサチューセッツ工科大学とハーバード大学のブロード研究所のメンバーであるマノリス・ケリス博士は、「我々は、この強力な比較ゲノミクス手法を進化のシグネチャーに用いることで、この非常に重要なゲノムの真の機能的なタンパク質コードを発見できた」と述べている。 また、研究チームは、SARS-CoV-2がヒトに感染し始めてから、異なる分離株で生じた約2,000の変異を分析し、これらの変異が、ウイルスが免疫系を回避したり、感染力を強めたりする能力を変化させる上で、どの程度重要であるかを評価した。このNature Communications誌に掲載されたオープンアクセス論文は、「SARS-CoV-2ゲノムにおけるオーバーラップするORFの矛盾した曖昧な名称。ホモロジーに基づく解決法（Conflicting and Ambiguous

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ウィスコンシン大学及びコロンビア大学の研究者らにより、ヒトパラインフルエンザウイルス（HPIV）の細胞への付着を防ぐことができるペプチドが工学的に開発され、げっ歯類モデルで手法の改良が行われた。HPIVは、小児呼吸器感染症の主な原因であり、クループや肺炎などの病気の30～40％を占めている。また、HPIVは、高齢者や免疫力の低下した人にも感染する。HPIVが人に感染するためには、細胞に取り付いて遺伝子を注入し、新しいウイルスを作り始めなければならない。   HPIV3は、これらのウイルスの中で最も流行している。現在、HPIV3に感染した人に対するワクチンや抗ウイルス剤は承認されていない。ウィスコンシン大学マディソン校化学部のSam Gellman博士（写真）の研究室と、コロンビア大学のAnne Moscona博士とMatteo Porotto博士の研究室が中心となって行った研究では、長年にわたるペプチド治療の研究を基に、HPIV3の付着プロセスを阻害することができるペプチドを生成した。この研究成果は、2021年4月7日、米国化学会誌Journal of the American Chemical Societyのオンライン版に掲載された。 この論文は「プロテアーゼ抵抗性ペプチドを用いたヒトパラインフルエンザウイルス呼吸器感染症の抑制効果（ Engineering Protease-Resistant Peptides to Inhibit Human Parainfluenza Viral Respiratory Infection )」と題されている。   HPIVは、宿主細胞に侵入するために、3つのコークスクリューを横に並べたような特殊な融合タンパク質を使用する。Moscona-Porotto研究室が以前に行った研究では、HPIV3からこのコークスクリュータン

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免疫というと、感染やワクチン接種後に特定の病原体と戦うために学習する抗体やT細胞からなる適応免疫反応を思い浮かべることが多い。しかし、免疫システムには自然免疫反応もあり、これは、病原体に対して専門的ではない迅速な反応を行い、適応免疫反応をサポートするために、決まった数の技術を使用する。しかし、ここ数年、自然免疫反応のある部分が、場合によってはHIVなどの感染性病原体に対応して訓練されることがわかってきた。   マサチューセッツ総合病院、マサチューセッツ工科大学、ハーバード大学ラゴン研究所のコアメンバーであるXu Yu医学博士らは、最近、Journal of Clinical Investigation誌に研究論文を発表し、薬を使わずして免疫システムがHIVをコントロールする稀な集団であるエリート・コントローラーには、自然免疫反応の一部であるミエロイド樹状細胞があり、訓練された自然免疫細胞の特徴が見られることを示した。 このオープンアクセス論文は、2021年5月3日にオンラインで公開され、「長鎖非コードRNA MIR4435-2HGは、HIV-1エリートコントローラーの骨髄性樹状細胞の代謝機能を高める ( Long Noncoding RNA MIR4435-2HG Enhances Metabolic Function of Myeloid Dendritic Cells from HIV-1 Elite Controllers )」と題されている。 Yu博士は、「RNAシーケンス技術を用いて、MIR4435-2HGという長鎖状のノンコーディングRNAを同定した。今回の研究では、MIR4435-2HGがこの亢進した状態の重要なドライバーであり、訓練された反応を示しているかもしれない」と述べている。ミエロイド樹状細胞の主な仕事は、エリート・コントローラーのHIV感染抑

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分子生物学と半導体エレクトロニクスを統合するTech+Bio企業である米国のCardea Bio社は、同社の最高科学責任者であるキアナ・アラン博士と共同研究者が、「生物学的に活性化されたグラフェン・トランジスタによる年齢別循環エクソソームの迅速かつ電子的な識別と定量化（ Rapid and Electronic Identification and Quantification of Age-Specific Circulating Exosomes via Biologically Activated Graphene Transistors ）」と題した論文を、査読付き学術誌「Advanced Biology」に掲載したことを2021年5月4日に発表した。 この論文では、癌やその他の老化関連疾患の エクソソーム バイオマーカーを検出・定量するためのポータブルで低コストの装置「EV-Chip」と呼ばれる新規バイオセンサーのプロトタイプについて報告している。この論文では、既知のバイオマーカーであるCD63とCD151をラベルなしで迅速に同定することで、EV-Chipの臨床的な可能性を示している。この論文は、Cardea Bio社と、カリフォルニア州クレアモントにあるケック大学院大学およびケック科学部、カリフォルニア大学バークレー校との共同研究の成果だ。 アラン博士は次のように述べている。「現代の臨床医学の進歩により、人間の寿命の範囲が広がり、炎症性疾患や変性疾患だけでなく、癌などの老化プロセスに関連する新しいクラスの健康問題が明らかになってきた。科学者らは、バイオマーカーの発見にEV-Chipを使用することで、診断用バイオマーカーやこれらの疾患に効果的に対処するための治療法の新たな供給源となるだろう」EV-Chipは、エクソソームのバイオマーカーに結合する高特異性

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CRISPR-Cas9遺伝子編集システムは、合成生物学における革新的な技術の申し子となっているが、いくつかの大きな限界がある。CRISPR-Cas9は、特定のDNA断片を見つけて切断するようにプログラムされているが、DNAを編集して目的の変異を作り出すには、細胞をだまして新しいDNA断片を使って切断部分を修復する必要がある。Cas9はしばしば意図しない標的外の部位も切断してしまうため、この「ベイト＆スイッチ」は操作が複雑で、細胞にとって有害な場合もある。   一方、組み換え技術と呼ばれる遺伝子編集技術では、細胞がゲノムを複製している間に別のDNAを導入することで、DNAを切断することなく効率的に遺伝子変異を生じさせることができる。この方法は単純なので、一度に多くの細胞で使用することができ、研究者は複雑な変異のプールを作ることができる。しかし、これらの変異の影響を解明するためには、それぞれの変異体を分離し、配列を決定し、特性を明らかにする必要があるが、これは時間のかかる非現実的な作業である。 ハーバード大学Wyss研究所 Biologically Inspired Engineeringとハーバード・メディカル・スクール（HMS）の研究者は、この作業を容易にするRetron Library Recombineering (RLR)と呼ばれる新しい遺伝子編集ツールを開発した。RLRは、最大で数百万個の変異を同時に生成し、変異細胞を「バーコード」化することで、プール全体を一度にスクリーニングし、大量のデータを簡単に生成・分析することができる。この成果は、バクテリアの細胞で達成されたもので、PNAS誌2021年5月4日号に掲載された論文に記載されている。この論文は「生体内で一本鎖DNAを作製してハイスループットな機能的変異のスクリーニングを行う（High-Throughput

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ベイラー医科大学麻酔科助教授のDavid J. Durgan博士らは、高血圧症の理解を深めるために、特に腸内細菌叢の乱れが血圧に悪影響を及ぼすことを示唆する新たな証拠を収集している。Durgan博士は、「我々の研究室のこれまでの研究で、SHRSP（高血圧自然発症ラット）モデルなどの高血圧モデル動物の腸内細菌叢の組成が、正常血圧の動物のそれとは異なることが明らかになっている。   また、高血圧の動物の腸内細菌叢を正常血圧の動物に移植すると、レシピエントが高血圧になることも明らかになった。」「この結果は、腸内細菌の異常が単なる高血圧の結果ではなく、実際に高血圧の原因に関与していることを示している。」と述べた。 この結果を受けて、今回の研究では、2つの疑問に答えることにした。1つ目は、高血圧の予防や緩和のために、微生物の異常を操作することができるのか？第二に、腸内細菌は動物の血圧にどのような影響を与えているのか？ この最初の疑問に答えるために、Durgan博士らは、断食が腸内細菌叢の構成を大きく左右する要因の1つであると同時に、心血管に有益な効果をもたらす促進因子であるという過去の研究を参考にした。しかし、これらの研究では、腸内細菌叢と血圧を結びつける証拠は得られていなかった。研究チームは、自然発症の高血圧モデルであるSHRSP（脳卒中易発症性自然発症高血圧ラット）と正常ラットを用いて、2つのグループを設定した。一方のグループは、SHRSPと正常ラットに1日おきに餌を与え、もう一方のグループ（コントロール）は、SHRSPと正常ラットに餌を制限せずに与えた。実験開始から9週間後、研究者らは、予想通り、SHRSPコントロールのラットは、通常のコントロールのラットに比べて血圧が高いことを確認した。興味深いことに、1日おきに絶食させたグループでは、絶食させなかったSHRSPラット

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COVID-19 の原因ウイルスであるSARS-CoV-2がどのようにして脳に伝播するかについて、新しい研究結果が発表された。この研究は、COVID-19の患者に報告されている驚くべき神経症状の数々や、重篤な神経症状に見舞われる患者と全く見舞われない患者がいる理由を説明するのに役立つ。研究者らは、SARS-CoV-2が、我々の脳を動かす神経細胞（ニューロン）と、ニューロンを支え、保護する脳や脊髄の細胞（アストロサイト）の両方に感染する可能性があるという証拠を報告している。 ルイジアナ州立大学（LSU）ヘルス・シュリーブポート校のポスドクで、本研究の筆頭著者であるRicardo Costa博士は、「今回の発見は、COVID-19が神経障害を引き起こす経路がアストロサイトであることを示唆している」「このことは、COVID-19の患者に見られる、嗅覚や味覚の喪失、見当識障害、精神病、脳卒中などの神経症状の多くを説明できる可能性がある」と述べている。Costa博士は、4月27日に開催されたアメリカ生理学協会の年次総会で、チームの研究を発表した。本研究は、LSU Health Shreveportの分子細胞生物学助教授であるDiana Cruz-Topete博士が主導し、スペインのカスティーリャ・ラ・マンチャ大学のOscar Gomez-Torres博士とEmma Burgos-Ramos博士が共同研究者として参加した。 SARS-CoV-2は、呼吸器系では、アンジオテンシン変換酵素2（ACE2）受容体と呼ばれる細胞表面のタンパク質をつかんで人の細胞に感染することが知られている。脳細胞がこの受容体を持っているかどうかは、これまで不明だった。今回、Costa博士らは、ヒトのアストロサイトとニューロンの細胞培養物がACE2を発現しているかどうかをRNAとタンパク質で調べた。

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ミネソタ大学医学部の研究チームは、米国で毎年5万人以上が死亡している末期の大腸癌を標的として治療するための新たな方法を発見した。研究チームは、大腸癌細胞が抗腫瘍免疫反応を回避する新たなメカニズムを発見し、"エクソソーム"を用いた治療戦略の開発に役立てた。2021年4月22日にGastroenterology誌のオンラインで公開されたこの論文は、「腫瘍分泌細胞外小胞はT細胞の共刺激を制御し、腫瘍特異的T細胞応答を誘導するように操作できる（Tumor Secreted Extracellular Vesicles Regulate T-Cell Costimulation and Can Be Manipulated to Induce Tumor Specific T-Cell Responses）」と題されている。 「大腸癌の末期患者は、現在の治療法では非常に困難な状況に直面している。ほとんどの場合、患者の免疫システムは、FDA（米国食品医薬品局）が承認した癌免疫療法の助けを借りても、効率的に腫瘍と戦うことができない」と、ミネソタ大学医学部外科学教室の准教授であり、本研究の上席著者であるSubree Subramanian博士は述べている。Subramanian博士は、自分の研究室のポスドクであるXianda Zhao医学博士と共同で、大腸癌がどのようにして利用可能な免疫療法に対して耐性を持つようになるのかを調べることにした。その結果、以下のことがGastroenterology誌に発表された。 (1)大腸癌細胞が分泌する"エクソソーム"には、免疫抑制性のマイクロRNA（miR-424）が含まれており、このマイクロRNAは、T細胞と樹状細胞の機能を阻害する。これらのタンパク質がないと、本来ならば癌細胞を殺すはずのT細胞が効かなくなり、腫瘍から排除されてしまうため、

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ロブスターの下腹部には、伸縮性と驚くほどの強靭さを兼ね備えた薄い半透明の膜が張り巡らされている。MITのエンジニアが2019年に報告したところによると、 この海洋のアンダーアーマーは、自然界で知られている中で最も強靭なハイドロゲルから作られており、しかも非常に柔軟性があるという。この強さと伸縮性の組み合わせは、海底を這い回るロブスターのシールドになると同時に、泳ぐために前後に曲がることも可能にする。今回、マサチューセッツ工科大学（MIT）の別のチームが、ロブスターの下腹部の構造を模倣したハイドロゲルベースの材料を作製した。   研究チームは、この素材を使って伸縮性や衝撃性のテストを行ったところ、ロブスターの下腹部と同様に、この合成素材は、繰り返しの伸縮にも破れずに耐えることができる「耐疲労性」に優れていることがわかった。この製造プロセスを大幅にスケールアップすることができれば、ナノファイバーハイドロゲルから作られた材料は、人工腱や人工靭帯など、伸縮性と強度を備えた代替組織の製造に利用できるようになるだろう。  この研究成果は、2021年4月23日に米国の学術誌「Matter」のオンライン版に掲載された。この論文は、「ロブスターの下腹部からヒントを得た、強い疲労耐性を持つナノファイバーハイドロゲル（Strong Fatigue-Resistant Nanofibrous Hydrogels Inspired by Lobster Underbelly）」と題されている。この論文のMITでの共著者には、ポスドクのJiahua Ni氏とShaoting Lin氏、大学院生のXinyue Liu氏とYuchen Sun氏、航空宇宙学教授のRaul Radovitzky博士、化学教授のKeith Nelson博士、機械工学教授のXuanhe Zhao博士、そして元研究員のDav

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アルバート・アインシュタイン医科大学の研究者らは、アルツハイマー病のモデルマウスにおいて、アルツハイマー病の主要な症状を回復させる実験薬を設計した。この薬は、不要なタンパク質を消化して再利用することで、不要なタンパク質を取り除く細胞のクリーニングメカニズムを再活性化することで作用する。本研究は、2021年4月22日付のCell誌オンライン版に掲載された。この論文は、「シャペロンを介したオートファジーが神経細胞の転移性プロテオームの崩壊を防ぐ（Chaperone-Mediated Autophagy Prevents Collapse of the Neuronal Metastable Proteome）」と題されている。アインシュタイン大学の神経変性疾患研究のためのロバート＆ルネ・ベルファー講座、発生・分子生物学教授、加齢研究所の共同ディレクターを務めている本研究の共同リーダーであるAna Maria Cuervo博士 (写真) は、「しかし、今回の研究で、マウスでアルツハイマー病の原因となる細胞クリーニングの低下が、アルツハイマー病の人にも起こることがわかり、我々の薬がヒトにも効く可能性を示唆していることに勇気づけられた。」と述べている。 Cuervo博士は、1990年代に、シャペロンを介したオートファジー（chaperone-mediated autophagy；CMA）と呼ばれるこの細胞クリーニングプロセスの存在を発見し、健康と病気におけるCMAの役割について200の論文を発表している。CMAは、加齢とともに機能が低下し、不要なタンパク質が不溶性の塊となって蓄積され、細胞にダメージを与える危険性が高まる。実際、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患では、患者の脳内に有害なタンパク質の凝集体が存在することが特徴となっている。今回の論文では、CMAとアルツハイマー

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ピペルロングミンは、ヒハツ（インドナガコショウ・Piper longum）に含まれる化学物質（写真）で、脳腫瘍を含む多くの種類の癌細胞を死滅させることが知られている。このたび、ペンシルバニア大学ペレルマン医科大学の研究者を含む国際チームは、動物モデルを用いて、ピペルロングミンの作用の一端を明らかにし、脳腫瘍の中でも最も治療が困難なタイプの一つである膠芽腫に対する強い活性を確認した。この研究成果は2021年4月14日にACS Central Scienceのオンライン版で発表されたが、ピペルロングミンがどのようにしてTRPV2というタンパク質に結合し、その活性を妨げるのかが詳細に示された。TRPV2は膠芽腫で過剰に発現しており、癌の進行を促進すると考えられている。   研究者らは、神経膠芽腫の2つのマウスモデルにおいて、ピペルロングミンを投与すると神経膠芽腫の腫瘍が激減し、寿命が延びること、また、ヒトの患者から採取した神経膠芽腫細胞を選択的に破壊することを発見した。   オープンアクセス論文は「ピペルロングミンによるTRPV2のアロステリック・アンタゴニスト・モジュレーションは神経膠芽腫の進行を阻害する（Allosteric Antagonist Modulation of TRPV2 by Piperlongumine Impairs Glioblastoma Progression）」と題されている。ペンシルバニア大学医学部の薬理学准教授である、共同研究者のVera Moiseenkova-Bell博士は、「今回の研究により、ピペルロングミンが膠芽腫に対してどのように作用するかがより明確になり、原理的にはさらに強力な治療法を開発することが可能になった」と述べている。本研究は、リスボン大学分子医学研究所およびケンブリッジ大学の共同研究者であるGonçalo J. L

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ホモ・サピエンスの「秘密兵器」である「創造性」は、ネアンデルタール人に対する大きなアドバンテージとなり、人類の生存に重要な役割を果たした。これは、グラナダ大学（UGR）を中心とする国際科学者チームが、ホモ・サピエンスとネアンデルタール人を区別する、創造性に関連する267の遺伝子を初めて特定した結果だ。この重要な科学的発見は、2021年4月21日にMolecular Psychiatry（Nature）のオンライン版に掲載され、ホモ・サピエンスが最終的にネアンデルタール人に取って代わることを可能にしたのは、創造性に関連するこれらの遺伝子の違いであることを示唆している。   ホモ・サピエンスに優位性をもたらしたのは、純粋な認知レベルを超えた創造性であり、現在は絶滅したヒト科動物と比較して、環境への優れた適応を促進し、加齢、怪我、病気に対するより高い回復力をもたらしたのだ。 Molecular Psychiatry誌に掲載されたこのオープンアクセス論文は「ヒトの創造性のための遺伝的ネットワークの進化（Evolution of Genetic Networks for Human Creativity）」と題されている。研究チームは、グラナダにあるUGRコンピュータサイエンス・人工知能学科、アンダルシアデータサイエンス・計算知能研究所、バイオヘルス研究所の筆頭著者Igor Zwir、Coral del Val、Rocío Romero、Javier Arnedo、Alberto Mesaと、ワシントン大学セントルイス校の筆頭著者Robert Cloninger（写真）、Young Finns Study（フィンランド）、アメリカ自然史博物館（ニューヨーク）、Menninger Clinic（テキサス州ヒューストン）の研究者で構成されている。今回の研究成果は、人工知能（AI）、

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パデュー大学の化学者が、これまで「治療不可能」とされていた癌タンパク質に対抗する化合物の合成法を発見した。この化合物は、さまざまな種類の癌に有効である可能性がある。パデュー大学癌研究センターの化学教授であるMingji Dai博士は、北米原産の低木から発見された希少な化合物にヒントを得て、同僚とともにこの化合物を研究し、費用対効果に優れた効率的な合成方法を発見した。この合成法は、2021年3月11日にJournal of the American Chemical Societyのオンライン版に掲載された論文に記載されている。この論文は、「Curcusone Diterpenesの全合成とターゲットの同定（Total Synthesis and Target Identification of the Curcusone Diterpenes）」と題されている。   この化合物（Curcusone D）は、乳癌、脳腫瘍、大腸癌、前立腺癌、肺癌、肝臓癌など、多くの癌に見られるタンパク質に対抗できる可能性がある。BRAT1と呼ばれるこのタンパク質は、以前はその化学的特性から「治療不可能」とされていた。研究チームは、スクリプス研究所のAlexander Adibekian博士のグループと共同で、Curcusone DとBRAT1を結びつけ、Curcusone Dを初のBRAT1阻害剤として検証した。 Curcusone は、ジャトロファ・クルカス（写真）という低木に由来する化合物で、パージナッツとも呼ばれる。アメリカ大陸が原産で、アフリカやアジアなどの他の大陸にも広がっている。この植物は、古くから癌治療などの薬効があるとされ、また安価なバイオディーゼルの原料としても提案されている。Dai 博士は、このCurcusone A、B、C、Dという化合物群に注目した。Dai博士は、

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膵臓癌の全生存率はわずか9％で、治療は非常に困難だ。しかし、患者が死に至るのは、一般的には原発巣ではなく、癌が発見を逃れて他の臓器に転移する能力のせいである。オクラホマ大学医学部の研究チームは、膵臓癌の細胞が全身に広がる能力に新たな光を当てた研究結果を、消化器系疾患に関する世界的な学術誌であるGastroenterology誌の2021年4月1日号に発表した。この論文は、「亜鉛によるZEB1およびYAP1の共活性化制御が、膵臓癌の上皮間葉転換の可塑性と転移を促進する（Zinc-Dependent Regulation of ZEB1 and YAP1 Coactivation Promotes Epithelial-Mesenchymal Transition Plasticity and Metastasis in Pancreatic Cancer） 」と題されている。   転移がなぜ起こるのかを理解することは、転移を阻止する治療戦略を開発する上で非常に重要である。本研究は、科学者のMin Li博士と医師科学者のCourtney Houchen博士（写真）が中心となり、亜鉛を全身に運ぶタンパク質であるZIP4を中心に行われた。亜鉛は健康に重要だが、重金属である亜鉛を摂りすぎると問題が生じる。   今回の研究では、ZIP4が膵臓癌患者で過剰に発現すると、腫瘍細胞が体内の他の臓器に密かに移動できるような形に変化することを本質的に促していることがわかった。科学的に言えば、腫瘍細胞は上皮性から間葉性の表現型に移行する。「腫瘍細胞が上皮型から間葉型に移行するということは、腫瘍細胞が免疫系や化学療法などの監視を全力で回避することを意味している。」とLi博士は述べている。「腫瘍細胞はより回避的になり、血管に侵入することができるようになり、体内のどこにでも行くことができるように

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カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）とホワイトヘッド研究所の研究者らはCRISPRの基本的な構造を修正して、ゲノムを超えて、エピゲノム（DNAに引っかかり、遺伝子のスイッチをいつどこで入れるかを制御するタンパク質や小分子）にまでその範囲を広げる方法を見つけ出した。2021年4月9日付のCell誌に掲載された論文で、「CRISPRoff」と呼ばれる新しいCRISPRベースのツールを紹介している。このツールを使えば、遺伝コードに一度も手を加えることなく、ヒト細胞内のほとんどすべての遺伝子のスイッチを切ることができる。エピゲノムは、ウイルス感染から癌まで、多くの疾患で中心的な役割を果たしているため、CRISPRoff技術は強力なエピジェネティック治療法につながる可能性がある。   CRISPRoffは、ゲノムに不要な変化を与える可能性があるDNAの編集を伴わないため、従来のCRISPR治療薬に比べて安全性が高いと考えられている。 UCSFのヘレン・ディラー・ファミリー総合癌センターの教授で、今回の論文の共同執筆者であるLuke Gilbert 博士は、「遺伝子治療や細胞治療は未来の医療だが、ゲノムを恒久的に変化させることには潜在的な安全性の問題があり、そのため我々はCRISPRを使って病気を治療する別の方法を考え出そうとしている」と述べている。このCell誌の論文は「CRISPRを用いたエピゲノム編集によるゲノムワイドなプログラム可能な転写メモリー（Genome-Wide Programmable Transcriptional Memory by CRISPR-Based Epigenome Editing）」と題されている。従来のCRISPRは、遺伝子編集ツールとして有効な2つの分子ハードウェアを備えている。1つはDNAを切り取る酵素で、これによりCRISP

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外科的に腫瘍を取り除けなかった進行したメラノーマに対して、新しい組み合わせの薬物療法が安全かつ有効であることが初期の結果で示された。この併用療法は、生きた風邪のウイルスであるコクサッキーウイルスが、癌細胞に感染して死滅させるという潜在的な価値を実証した初めての試みの一つであると研究者らは述べている。また、ニューヨーク大学ランゴーン・ヘルスのパールマター癌センターの研究者が中心となって実施した第1相試験では、このようなオンコロイドウイルスが、体の免疫防御システムが癌細胞を検出して殺すのを助け、広く使用されている癌治療法の作用を安全に高めることができることを示した初めての試験でもある。   現在、このような免疫療法は、それを受けた患者の3分の1強にしかメラノーマの腫瘍を縮小させる効果がない。今回の研究結果では、実験的なコクサッキーウイルス薬V937の注射を、ペンブロやキイトルーダとして知られる免疫療法薬のペンブロリズマブと併用することで、良好な忍容性が得られた。 さらに、この併用療法は、少なくとも2年間、数週間ごとに治療を受けた36人の男女の約半数（47％）において、メラノーマの腫瘍を縮小させた。研究者らによると、発疹や疲労感などのほとんどの副作用は最小限であったが、13人（36％）の患者に肝臓、胃、肺で重篤な免疫反応が見られ、これはペンブロリズマブ単独で起こることが知られている副作用とは異なるという。4月10日に開催された米国癌研究会（AACR）2021年バーチャル年次総会（第1週：4月9日～14日、第2週：5月17日～21日）で発表された本研究では、両方の薬剤を投与された8名（22％）の患者が皮膚癌の兆候が残らない完全寛解に至ったことも明らかになった。 本研究の主任研究員であり、ニューヨーク大学グロスマン医科大学教授、パールマターがんセンター臨床研究副部長で腫瘍内科

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ノースカロライナ州立大学の研究者らは、再開通した血管が狭くなるのを防ぐとともに、血液が不足している虚血組織に再生幹細胞由来の治療を行うことができる「スマートリリース」トリガーを備えたエクソソームコーティングステントを開発した。この研究は、2021年4月5日にNature Biomedical Engineering誌のオンライン版に掲載された。この論文は、「虚血性傷害後の血管治癒のための エクソソーム 溶出ステント （Exosome-Eluting Stents for Vascular Healing After Ischaemic Injury）」と題されている。ノースカロライナ州立大学のポスドク研究員であるShiqi Hu氏（PhD）とZhenhua Li氏（PhD）が共同筆頭著者だ。 閉塞した動脈を開通させる血管形成術では、多くの場合、金属製のステントを留置して動脈壁を補強し、閉塞部分の除去後に動脈が崩壊するのを防ぐ。しかし、ステントを留置すると、通常、血管壁に傷がつき、その傷を修復しようと平滑筋細胞が増殖し、その部位に移動する。 その結果、血管形成術で開いた血管が再び狭くなってしまう「再狭窄」が生じる。この研究の責任著者であるKe Cheng博士は、「ステントが引き起こす炎症反応は、ステントの効果を低下させる可能性がある」と述べている。「理想的には、平滑筋細胞が過剰に反応して増殖するのを止め、内皮細胞がステントを覆うようにすることができれば、炎症反応が緩和され、再狭窄を防ぐことができるだろう」。Cheng博士は、ノースカロライナ州立大学の再生医療におけるRandall B. Terry Jr.特別教授であり、ノースカロライナ州立大学/UNC-Chapel Hill合同の生物医学工学部門の教授でもある。現在、細胞の増殖を抑制する薬剤を塗布した薬剤溶出性ステ

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アルツハイマー型認知症に関連する希少なゲノム変異を発見するために、世界で初めて全ゲノム配列解析を行い、13個の変異が同定された。また、この研究では、アルツハイマー病と、神経細胞間の情報伝達を担うシナプスの機能や、神経細胞が脳の神経ネットワークを再構築する能力である神経可塑性との間に、新たな遺伝的関連性があることが明らかになった。これらの発見は、この壊滅的な神経疾患に対する新しい治療法の開発に役立つ可能性がある。マサチューセッツ総合病院（MGH）、ハーバード大学T.H.チャン公衆衛生大学院、ベス・イスラエル・ディーコネス・メディカル・センターの研究者らは、これらの発見をAlzheimer's & Dementia誌（ The Journal of the Alzheimer's Association ）で報告した。   2021年4月2日にオンラインで公開されたこのオープンアクセスの論文は、「全ゲノム塩基配列解析により、シナプス機能および神経細胞の発達に関連する遺伝子に、新たなアルツハイマー病関連の希少変異が発見される（Whole-Genome Sequencing Reveals New Alzheimer's Disease-Associated Rare Variants in Loci Related to Synaptic Function and Neuronal Development）」と題されている。MGHでは、過去40年間にわたり、神経学の副主任であり、同病院の遺伝学・加齢研究ユニットのディレクターであるRudolph Tanzi 博士が中心となって、アルツハイマー型認知症の遺伝的起源に関する研究を先駆的に行ってきた。特に、Tanzi博士らは、アミロイドタンパク（A4）前駆体（APP）やプレセニリン遺伝子（PSEN1およびPSEN2）など、早

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湿疹、またはアトピー性皮膚炎（AD）は、"発疹する痒み "と呼ばれることがある。多くの場合、発疹が出る前にかゆみが始まり、多くの場合、皮膚疾患のかゆみは本当に消えることはない。米国では、約960万人の子どもと約1,650万人の大人がADに罹患しており、患者のQOL（生活の質）に深刻な影響を与えている。掻きたくなるような不快な感覚については多くのことが解明されているが、慢性的な痒みについては多くの謎が残されており、治療の難しさが指摘されている。2021年3月30日にPNASのオンライン版に掲載された、ブリガム・アンド・ウィメンズ病院とハーバード・メディカル・スクールによる論文は、痒みの根本的なメカニズムについて新たな手がかりを提供するものである。 この論文は「CysLT2R受容体はロイコトリエンC4主導の急性および慢性のかゆみを媒介する（The CysLT2R Receptor Mediates Leukotriene C4-Driven Acute and Chronic Itch）」と題されている。この研究成果は、システインロイコトリエン受容体2（CysLT2R）と呼ばれる重要な分子が、難治性の慢性的なかゆみに対する新たな標的となる可能性を示唆している。共同執筆者のK. Frank Austen博士（ブリガム大学アレルギー・臨床免疫学部門上級医師）は、「アトピー性皮膚炎では、かゆみがひどく、病気を悪化させることがある」と述べている。Austen博士は、ハーバード・メディカル・スクールのアストラゼネカ名誉教授（呼吸器・炎症疾患）でもある。「1つは科学への興味で、私は数十年前に現在のシステインロイコトリエン経路の研究に迷い込み、それ以来ずっと追求してきた。2つ目の理由は痒みで、その原因と神経細胞との関連性を理解することだ」。Austen博士と彼の研究室は、アレルギー性炎症の

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イタリアの研究者らは、乳癌の成長を促進し、治療後に腫瘍の再発を開始する癌幹細胞の集団を維持するのに役立つ一対のマイクロRNA分子を特定した。この研究は、2021年4月2日にJournal of Cell Biology（JCB）のオンライン版に掲載されたもので、これらのマイクロRNAを標的とすることで、癌幹細胞が一部の化学療法に対して感受性を高め、侵攻型乳癌患者の予後を改善できる可能性があることを明らかにした。このオープンアクセス論文は「miR-146は乳がんにおける幹細胞のアイデンティティと代謝および薬剤耐性を結びつける(miR-146 Connects Stem Cell Identity with Metabolism and Pharmacological Resistance in Breast Cancer)」と題されている。 多くの腫瘍には、腫瘍の成長を開始し、腫瘍に見られる様々な種類の細胞を生み出す少数の癌幹細胞が存在する。さらに、癌幹細胞は放射線治療や化学療法に抵抗性を示すことが多いため、初期治療後も生き残り、腫瘍の再発や転移を促進することがある。例えば、乳癌では、癌幹細胞が比較的多く存在する腫瘍は、癌幹細胞が少ない腫瘍に比べて予後が非常に悪い。したがって、乳癌やその他の腫瘍の治療を成功させるためには、これらの幹細胞を除去することが重要であると考えられる。腫瘍内での癌幹細胞の存続を助ける分子の1つに、マイクロRNAがある。この短いRNA分子は、タンパク質をコードする何百もの長い「メッセンジャー」RNAのレベルを調節することで、細胞の運命やアイデンティティを制御する。「我々は、正常な乳腺幹細胞の維持に必要なマイクロRNAのうち、癌幹細胞に継承され、乳癌の治療標的となりうるものを特定したいと考えた」と、イタリア工科大学（ミラノ）ゲノム科学センターの主任研究者

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テキサス大学サウスウエスタン校（UTSW）の研究チームは、哺乳類の受精卵が初期に発生してできる胚盤胞に似た生物学的構造を生成した。研究チームは、研究のために提供された胚から得られたヒト胚性幹細胞と、成人の細胞から生成されたヒト誘導多能性幹細胞（総称してヒト多能性幹細胞と呼ぶ）を用いて、この研究を行った。この研究成果は、2021年3月17日にNature誌のオンライン版に掲載され、ヒトの初期発生、妊娠損失、および発達障害の研究に新たな方法を提供する可能性がある。   このNature誌の論文は「ヒト多能性幹細胞から生成された胚盤胞様構造体(Blastocyst-like structures generated from human pluripotent stem cell)」と題されている。UTSW大学分子生物学助教授のJun Wu 博士 は、「胚盤胞に似た形態をしているが、胚盤胞のような構造物は胎児にまで成長することはない」と述べている。「胚盤胞の発生に関する体外の生物学的モデルを持つことは、ヒトの胚に頼らずにヒトの発生を理解するためのギャップを埋めるために非常に重要だ」とWu博士は語った。ヒトの多能性幹細胞（発生の初期段階にある細胞）は、体のさまざまな組織のほとんどすべてになる可能性を秘めている。しかし、この細胞が胚盤胞（受胎後約5日目に形成され、子宮壁に着床する中空のボール状の初期胚）に成長するために、どのような分子シグナルが重要なのかは分かっていなかった。胚盤胞の研究には、これまで不妊治療で廃棄・提供された胚が用いられてきたが、これは倫理的に問題のある希少な資源だ。胚盤胞には、エピブラスト、ハイポブラスト、トロフォブラストという3種類の主な細胞が含まれている。エピブラストは胚性幹細胞の代表格であり、さまざまな成熟組織を形成するとWu博士は説明する。そのため、研

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悪性黒色腫患者の癌幹細胞（cancer stem cells :CSC）から放出された エクソソーム は、分化した悪性黒色腫細胞からのエクソソームとは異なる分子組成を持つことが新しい研究で明らかになった。これらの異なる分子は、血液中のエクソソームでも検出可能であり、悪性黒色腫患者では健常者と比べて違いがあることがわかった。このことから、これらの分子は、悪性黒色腫の診断や予後を判定するためのバイオマーカーとして適していると考えられるという。本研究成果は、Molecular Oncology誌のオンライン版に2020年10月14日に掲載された。 このオープンアクセスの論文は「悪性黒色腫患者の癌幹細胞由来の エクソソーム のメタボロームプロファイル（Metabolomic Profile of Cancer Stem Cell-Derived Exosomes from Patients with Malignant Melanoma）」と題されている。悪性黒色腫は、最も悪性度の高い皮膚癌の一つであり、近年、世界中でその罹患率が増加している。悪性黒色腫は、最初の症状が現れるのが遅いこと、効果的な治療法がないこと、転移能力が高いこと、そしてこの癌を発見するのが難しいことなどが、この疾患の生命を脅かす性質と重症度を高める要因となっている。悪性黒色腫の診断には、悪性黒色腫の初期段階を正確に知らせ、発見された患者がどのように進展するかを予測する指標（バイオマーカー）がないため、残念ながら問題が続いている。この種の癌を深刻な病気にしているのは、癌幹細胞（CSC）と呼ばれる、腫瘍内に存在し、幹細胞の典型的な特徴を持つ細胞のサブ集団が一因である可能性がある。このCSCは、腫瘍の発生、維持、進行、転移、再発に関与しており、たとえ腫瘍が消滅した後であっても同様である。今回、スペインのグラナ

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バーミンガム大学が主導する英国トップクラスのラグビー選手に関する研究は、唾液を用いて脳震盪を正確に診断する方法を特定し、スポーツやその他の環境で使用するための脳震盪の最初の非侵襲的臨床検査の道を開くものだ。この研究は、ラグビーフットボールユニオン、プレミアシップラグビー、Marker Diagnostics社と共同で実施された。外傷性脳損傷後に唾液中の特定の分子（マイクロRNA）の濃度が急速に変化することを特定した以前の研究に続き、研究者らはこれらの「バイオマーカー」がスポーツ関連の脳震盪の診断テストとして使用できるかどうかを確認するため精鋭ラグビーチームでの3年間の研究に着手した。バーミンガム大学の研究室でDNAシーケンス技術を使用し、英国ラグビーの上位2リーグであるプレミアシップとチャンピオンシップで競う1,028人のプロの男子ラグビー選手からの唾液サンプルでこれらのバイオマーカーをテストした。   2021年3月にBritish Journal of Sports Medicineにオンラインで公開されたSCRUM（Study of Concussion in Rugby Union through MicroRNAs）の結果は、特定の唾液バイオマーカーを使用して、プレーヤーが脳震盪したかどうかを示すことができることを初めて示した。さらに、研究によると、これらのバイオマーカーは、外傷の直後から数時間、さらには数日後まで、傷害に対する身体の反応についてさらに洞察を提供することがわかっている。 このオープンアクセス論文は、「男性アスリートの唾液における脳震盪のユニークな診断シグネチャー：マイクロRNAを介したラグビーユニオンにおける脳震盪の研究 (Unique Diagnostic Signatures of Concussion in the Saliva of M

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ベイラー医科大学とテキサスチルドレンズホスピタル（NRI）のJan and Dan Duncan 神経研究所の研究者は、マウスとヒトにおけるMecp2 / MECP2の適切な発現に必要なDNAの2つの領域を特定し特徴づけた。2021年3月18日にGenes＆Developmentのオンラインで公開されたこれらの調査結果は、これらのDNA領域の機能と、レット症候群やMECP2重複症候群などの知的障害の診断および治療的介入の潜在的な標的となる可能性があることを明らかにするのに役立つ。 この新論文は「Mecp2の発現と神経機能に影響を与える保存された非コードシス調節エレメントの同定と特性評価（Identification and characterization of conserved noncoding cis-regulatory elements that impact Mecp2 expression and neurological functions）」と題されている。 これらの知的障害は両方とも、適切な脳機能のための正確なMECP2タンパク質レベルが重要である例だ。 このタンパク質の減少はレット症候群を引き起こし、このタンパク質の増加はMECP2重複症候群を引き起こす。どちらも、学習障害、自閉症の特徴、運動障害を特徴とする重度の神経障害だ。 ベイラー大学教授でNRI所長そしてハワードヒューズ医学研究所の研究者であるHuda Zoghbi医学博士（写真）は、このタンパク質をコードするRNAのレベルがどのように調節されているのかを理解することの重要性を強調した。彼女のラボの研究者は、変異するとMECP2 RNAおよびタンパク質レベルの減少または増加をもたらし、それぞれレット症候群およびMECP2重複症候群に見られる部分的な行動障害をもたらす2つのDNA領域を特定し

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コロナウイルスは、いばらの冠に似た密集した表面受容体を備えた構造をしている。 これらのスパイク状タンパク質は健康な細胞をしっかり掴み、ウイルスRNAの侵入を引き起こす。 ウイルスの形状と感染戦略は一般的に理解されているが、その物理的完全性についてはほとんど知られていない。MITの機械工学科の研究者による新研究は、コロナウイルスが医用画像診断で使用される周波数内で超音波振動に対して脆弱である可能性があることを示唆している。 チームは、コンピューターシミュレーションを通じて、超音波周波数の範囲にわたる振動に対するウイルスの機械的応答をモデル化した。 彼らは、25〜100メガヘルツの振動が、ウイルスの殻とスパイクを崩壊させ、何分の1ミリ秒以内に破裂を引き起こすことを発見した。 この効果は、空気中および水中のウイルスのシミュレーションで見られた。 この結果は暫定的なものであり、ウイルスの物理的特性に関する限られたデータに基づいている。 しかしこの研究者らは、この発見は、新規のSARS-CoV-2ウイルスを含むコロナウイルスの超音波ベースの治療の可能性についての最初のヒントであると述べている。 超音波をどれだけ正確に投与できるか、そして人体の複雑さの中でウイルスに損傷を与えるのにどれほど効果的かは、科学者が今後取り組む必要のある主要な課題の1つだ。「超音波励起下でコロナウイルスの殻とスパイクが振動し、その振動の振幅が非常に大きくなり、ウイルスの特定の部分を破壊する可能性のあるひずみを生成し、外殻に目に見える損傷を与え、場合によっては目に見えない内部のRNAに損傷を与えることを証明した。」とMITの応用力学教授であるTomasz Wierzbicki博士は述べている。 「我々の論文がさまざまな分野にわたる議論を開始することを願っている。」チームの結果は、2021年2月18日にJour

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マルセル・プルーストの小説「失われたときを求めて」にはマドレーヌで記憶がよみがえり紅茶のカップから記憶が溢れ出てくるという章があるように、匂いは強力に記憶を呼び起こすことができる。 ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の研究者らによって執筆された新論文は、脳がどのように匂いがそれらの記憶を非常に強力に引き出すことを可能にするかについての神経基盤を特定した最初のものである。この論文は、海馬と人間の嗅覚領域との間の独特の接続性を示している。 この新研究は、脳の記憶領域への嗅覚による特権的アクセスの神経生物学的基礎を示唆している。 この研究では、視覚、聴覚、触覚、嗅覚などの一次感覚野と海馬の関係を比較し、嗅覚が最も強い接続性を持っていることが分かったという。 これは匂いから海馬までの高速道路のようなものだ。 ノースウェスタン大学ファインバーグ医学部の神経学助教授であるChristina Zelano 博士は、次のように述べている。 「視覚、聴覚、触覚はすべて、新皮質が拡大するにつれて脳内で再ルーティングされ、直接ではなく、中間の連合皮質を介して海馬に接続した。我々のデータは、嗅覚がこの再ルーティングを受けず海馬への直接アクセスを維持した ことを示唆している。」2021年2月25日にNeurobiologyのオンラインで公開されたこの論文は「ヒトの海馬の接続性は他の感覚系よりも嗅覚が強い（Human Hippocampal Connectivity Is Stronger in Olfaction Than Other Sensory Systems）」と題されている。COVID-19では、嗅覚喪失が蔓延しており、匂いが我々の脳にどのように影響するか（記憶、認知など）を理解することがこれまで以上に重要になっているとZelano 博士は述べている。 「COVID関連の嗅覚喪失の

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テキサス大学医学部サウスウェスタンメディカルスクール（UTSW）とインディアナ大学の研究者は遺伝子工学を使い、マウス脊髄の瘢痕形成細胞を再プログラムすることで新しい神経細胞を作成し、脊髄損傷後の回復を促進することを示した。 2021年3月5日にCell Stem Cellのオンラインで公開された調査結果は、毎年脊髄損傷に苦しむ世界中の何十万人もの人々に希望を与える可能性がある。この論文は「NG2グリアのin vivoリプログラミングが脊髄損傷後の成人の神経新生と機能回復を可能にする（In vivo Reprogramming of NG2 Glia Enables Adult Neurogenesis and Functional Recovery Following Spinal Cord Injury）」と題されている。 UTSW分子生物学教授でこの研究リーダーのChun-Li Zhang博士は、「一部の体組織の細胞は、損傷後に増殖し、治癒の一環として死んだ細胞や損傷した細胞に取って代わるが、脊髄は通常は損傷後に新しいニューロンを生成せず、回復への重要な障害になっている。」と説明した。脊髄は脳と体の他の部分との間の信号リレーとして機能するため、自己修復できないと、これら2つの領域間の通信が永久に停止し、麻痺、感覚の喪失、場合によっては呼吸や心拍数を制御できないなど生命を脅かす結果につながると彼は付け加えている。Zhang 博士は、脳は新しい神経細胞を生成する能力が限られており、異なる再生経路をオンにするために前駆細胞に依存していると述べている。 彼と彼の同僚は、この知識からインスピレーションを得て、脊髄で同様の再生の可能性がある細胞を探した。 彼らは、脊髄損傷のマウスモデルを使用して、動物の損傷した脊髄を調べ、通常は未成熟なニューロンに見られるマーカーを探した。 Z

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Nsp1と呼ばれるコロナウイルスタンパク質が遺伝子の活性をどのように抑制し、ウイルス複製を促進するかを特定する研究は、新しい COVID-19 治療への希望をもたらすものだ。 パンデミックが始まって以来、科学者らは、 COVID-19 の原因となるコロナウイルスであるSARS-CoV-2を理解するために果てしなく取り組んできた。ワクチンの登場にもかかわらず、ウイルスはまだ蔓延しており、代替療法を開発する必要がある。 テキサス大学医学部サウスウェスタンメディカルスクール（UTSW）の研究者らは、SARS-CoV-2がどのように細胞に感染し、体の自然な免疫系を避けながら増殖するのかを研究することで、これを達成したいと考えている。 サイエンスアドバンシスの2021年2月5日号に発表されたオープンアクセスの論文は「SARS-CoV-2のNsp1タンパク質がmRNAエクスポート機構を破壊して宿主遺伝子の発現を阻害する（Nsp1 Protein of SARS-CoV-2 Disrupts the mRNA Export Machinery to Inhibit Host Gene Expression）」と題されている。「ウイルスが細胞に感染した場合、宿主細胞が反応する方法は、ウイルス感染に対抗するために特定の方法で細胞経路（またはネットワーク）を変更することだ。 ウイルスはこれらの経路の多くを標的にして、自身の複製を促進することができる」と、UTSWの細胞生物学教授で論文の責任著者であるBeatriz Fontoura博士（写真）は述べている。 ウイルスは、宿主細胞の遺伝子を抑制して自分の遺伝子を優先することで複製する。これを行う1つの方法は、細胞の核から細胞質と呼ばれる別の区画へのメッセンジャーRNA（mRNA）のエクスポートをブロックすることだ。 これらのmRNAのいく

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最大6年をかけて腎臓移植を待った患者は、移植を受けたとしても、最大20パーセントの患者が拒絶反応を経験する。移植片拒絶反応は、レシピエントの免疫細胞が新たに受け取った腎臓を外来臓器として認識し、ドナーの抗原を受け入れることを拒否した場合に発生する。腎臓拒絶反応を検査するための現在の方法には、侵襲的な生検手順が含まれ、患者は数日間入院させられる。Exosome Diagnostics社とブリガムアンドウィメンズ病院による研究では、尿サンプルからの エクソソーム （mRNAを含む可能性のある小さな小胞）を使用して移植拒絶反応をテストする新しい非侵襲的方法が提案された。彼らの調査結果は、2021年3月2日にJournal of the American Society of Nephrologyのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「ヒト腎移植拒絶の診断のための尿中エクソソームmRNAシグネチャーの発見と検証（Discovery and Validation of a Urinary Exosome mRNA Signature for the Diagnosis of Human Kidney Transplant Rejection）」と題されている。「我々の目標は、不必要な生検を行わずに患者を監視するためのより良いツールを開発することだ。我々は拒絶反応を早期に検出するよう努めているため、瘢痕が発生する前に治療することができる」 「拒絶反応が治療されない場合、それは瘢痕化および完全な腎不全につながる可能性がある。これらの問題のために、レシピエントは生涯にわたる課題に直面する可能性がある。」とブリガムの腎移植部門の准医師であり、ハーバード大学医学部の准教授であるJamil Azzi医学博士（写真）は述べた。今まで医師は、移植レシピエントがドナー臓器を拒

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スターウォーズのジェダイが「フォース」を使って遠くから物体を制御するのと同じように、科学者は光または「オプティカルフォース」を使って非常に小さな粒子を動かすことができる。 「光ピンセット」として知られるこの画期的なレーザー技術の発明者は、2018年のノーベル物理学賞を受賞した。 光ピンセットは、金原子などのナノ粒子を組み立てて操作するために、生物学、医学、および材料科学で使用される。 ただし、この技術は、トラップされた粒子と周囲の環境の屈折特性の違いに依存している。現在、科学者らは、背景環境と同じ屈折特性を持つ粒子を操作して、根本的な技術的課題を克服できる新しい技術を発見した。   「高度にドープされたアップコンバージョンナノ粒子を使用した屈折率の不一致を超えた光ピンセット（Optical Tweezers Beyond Refractive Index Mismatch Using Highly Doped Upconversion Nanoparticles）」と題されたこの研究 は、2021年2月18日にNature Nanotechnology のオンラインで公開された。「この画期的な進歩は、特に医学などの分野で大きな可能性を秘めている」と、シドニー工科大学（UTS）の共著者であるFanWang医学博士は述べている。 「DNA鎖や細胞内酵素など、細胞内の微細な物体の力を押したり、引いたり、測定したりする機能は、糖尿病や癌などのさまざまな病気の理解と治療に進歩をもたらす可能性がある。従来の機械式マイクロプローブを使用した細胞操作は侵襲的であり、位置決めの分解能は低い。細胞内の分子運動タンパク質の力などには使えず、細胞膜の剛性などを測定することしかできない。」と彼は述べた。 研究チームは、ナノ結晶に希土類金属イオンをドープすることにより、ナノ粒子の屈折特性と発光を

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ベイラー医科大学の研究者らは、攻撃的なヒトの癌からのプロテオミクス、またはすべてのタンパク質データの分析が、潜在的な新しい治療標的を特定するための有用なアプローチであることを示した。 2021年2月24日にOncogeneのオンラインで公開された論文で、研究した7つの癌タイプのそれぞれに対する侵攻性疾患の臨床的測定における発見を報告した。いくつかのシグネチャは、異なるタイプの癌の間で共有され、代謝が変化した細胞経路が含まれていた。 重要なことに、この実験結果は、それらのプロテオミクス解析アプローチが潜在的な治療標的を特定するための貴重な戦略であるという概念実証を提供した。このOncogeneの論文は、「質量分析に基づくグレードとステージのプロテオミクス相関により、攻撃的なヒトの癌に関連する経路とキナーゼが明らかに（Mass-Spectrometry-Based Proteomic Correlates of Grade and Stage Reveal Pathways and Kinases Associated With Aggressive Human Cancers.）」と題されている。 「この研究には2つの注目すべき側面がある。1つは、攻撃的な形態の癌に関連して発現したタンパク質を探し、癌のプロテオミクスの状況を調査したことだ」と、共同執筆者でベイラー医科大学のダンL.ダンカン総合癌センターの医学および癌バイオインフォマティクスの共同ディレクターであるChad Creighton博士（写真）は述べた。 「我々は、臨床プロテオミクス腫瘍分析コンソーシアム（the Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium: CPTAC）によって提供された7つの異なる癌タイプ（乳房、結腸、肺、腎臓、卵巣、子宮、および小児神経膠腫）を含む

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アミロイド斑は、アルツハイマー病の病理学的特徴であり、誤って折りたたまれたタンパク質の塊が脳に蓄積し、ニューロンを破壊して殺し、広範な神経障害の特徴である進行性の認知障害を引き起こす。2021年3月2日にJournal of Experimental Medicine（JEM）にオンラインで公開された新研究は、 カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部、マサチューセッツ総合病院などの研究者によって、老人斑の形成に関与する重要な酵素を阻害するのではなく、調節することによってアルツハイマー病を予防できる新薬を特定したというものだ。このオープンアクセスの論文は、「アルツハイマー病予防のための強力なγ-セクレターゼモジュレーターの前臨床検証（Preclinical Validation of a Potent γ-Secretase Modulator for Alzheimer’s Disease Prevention.）」と題されている。 げっ歯類とサルを使用した研究で、研究者らは、この薬が安全で効果的であることがわかったと報告し、ヒトでの可能な臨床試験への道を開いた。「アルツハイマー病は非常に複雑で多面的な状態であり、これまでのところ、予防はもちろんのこと、効果的な治療に挑戦してきた」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校医学部神経科学科教授のSteven L. Wagner博士は述べている 。「我々の調査結果は、アルツハイマー病の重要な要素の1つを防ぐ可能性のある潜在的な治療法を示唆している。」 アミロイド斑は、アミロイドベータ（Aβ）ペプチドと呼ばれる小さなタンパク質断片で構成されている。 これらのペプチドは、β-セクレターゼおよびγ-セクレターゼと呼ばれる酵素によって生成される。これらの酵素は、ニューロンの表面でアミロイド前駆体タンパク質と呼ばれるタンパク質を順次切断し

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ノースウェスタン大学の研究者は、ALS（筋萎縮性側索硬化症・ルーゲーリック病としても知られる）の主要な原因である上位運動ニューロンの進行中の変性を排除する最初の化合物を特定した。これは、その犠牲者に麻痺を引き起こす迅速で致命的な神経変性疾患だ。ALSに加えて、上位運動ニューロン変性は、遺伝性痙性対麻痺（HSP）や原発性側索硬化症（PLS）などの他の運動ニューロン疾患も引き起こす。ALSでは、脳の運動開始神経細胞（上位運動ニューロン）と脊髄の筋肉制御神経細胞（下位運動ニューロン）が死ぬ。 この病気は急速に進行して麻痺と死をもたらす。 これまでのところ、ALSの脳成分に対する薬や治療法はなく、HSPまたはPLS患者に対する薬もない。「上位運動ニューロンは運動の開始と調節に関与し、それらの変性はALSの初期のイベントだが、これまでのところ、健康を改善するための治療オプションはなかった」とノースウエスタン大学ファインバーグ医学部の神経学准教授であるHande Ozdinler 博士は述べている。「我々は、病気になった上位運動ニューロンの健康を改善する最初の化合物を特定した。」 この研究は、2021年2月23日にClinical and Translational Medicineのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「ミトコンドリアとERの安定性の改善が、mSOD1の毒性とTDP-43の病理によって発生する上位運動ニューロンの変性を排除するのに役立つ（Improving Mitochondria and ER Stability Helps Eliminate Upper Motor Neuron Degeneration That Occurs Due to mSOD1 toxicity and TDP‐43 Pathology）」と題されている 。 ノースウ

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アルツハイマー病や筋萎縮性側索硬化症（ALS）（ルーゲーリック病とも呼ばれる）などの神経変性疾患の一般的な特徴は、脳と脊髄全体にわたるシナプス（脳細胞間のコミュニケーションの解剖学的部位）の進行性の損失だ。通常、シナプス損失は、記憶喪失や麻痺などの疾患の症状が出現する前に蔓延する。 脳機能が深刻に低下し始める前に広範なシナプス損失が存在する必要があるという事実は、神経系が深い機能的予備力を維持し、損傷が転換点を通過して脳の回復力が低下し始めるまで、すべてが正常に機能し続けることを示唆している。   しかし、この機能的予備力は、進行中の脳変性に直面して、どの程度正確に回復力を与えるのだろうか？ この予備力の違いが、ALSのある人が数か月以内に衰退して死亡する理由と、天体物理学者のSteven Hawking博士（写真）のように何十年も生きられた理由を説明できるだろうか？ そして、この機能的予備力を高める治療は、Hawking博士と同じく、より多くの患者が生存するのに役立つのだろうか？カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF）の神経科学者Graeme Davis 博士が、2020年5月6日にNeuronのオンラインで公開した新研究で、神経変性によって活性化されALSの動物モデルにおける疾患の進行を遅らせるように作用するシナプス内の強力な自己修正メカニズムを特定した。 この自己修正メカニズムを選択的に排除すると、マウスのALSの進行が劇的に加速し、寿命が50％短くなった。このNeuronの論文は、「シナプス前恒常性は、ALS様変性のマウスモデルにおける疾患の進行に対抗する：恒常性神経保護のエビデンス（Presynaptic Homeostasis Opposes Disease Progression in Mouse Models of ALS-Like Degene

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最近発表された結果によると、Sean M. Healey＆AMG Center for ALS for Massachusetts General Hospital（MGH）およびAmylyx Pharmaceuticals Inc.（薬剤を製造した会社）による臨床試験の結果、実験的に組み合わせた薬で筋萎縮性側索硬化症（ALS）またはルーゲーリック病（37歳でALSで亡くなった野球選手（写真）にちなんで名付けられた）と呼ばれる神経変性疾患の進行を遅らせることができたという。ニューイングランドジャーナルオブメディシンの2020年9月3日号で報告されたこの調査結果は、治療法が知られておらず、動き、話し、食べ、さらには呼吸する個人の能力を徐々に妨げる致命的な状態のALS患者の治療がいつか可能になることを期待している。 AMX0035と呼ばれる経口薬は、フェニル酪酸ナトリウムとタウルソジオールの2つの薬の組み合わせで、それぞれ神経細胞死を防ぐために重要な、異なる細胞成分を標的としている。 AMX0035は、ALSおよびその他の神経変性疾患における小胞体およびミトコンドリア依存性の神経変性経路を標的としている。 このNEJMの論文は「フェニル酪酸ナトリウムの試験-筋萎縮性側索硬化症に対するタウルソジオール（Trial of Sodium Phenylbutyrate–Taurursodiol for Amyotrophic Lateral Sclerosis）」と題されており、「ALSとの戦いにおける漸進的利益（Incremental Gains in the Battle Against ALS）」と題された関連記事が付いている。 臨床試験では、137人のALS参加者が2対1の比率でランダム化され、AMX0035またはプラセボが投与された。 6か月以上にわたって、AMX0035

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国際研究チームは、オマキザルのゲノムを初めて配列決定し、これらの動物の長寿と大きな脳の進化についての新しい遺伝的手がかりを明らかにした。2021年2月16日にPNASのオンラインで公開されたこの仕事は、カナダのカルガリー大学の研究者が主導し、リバプール大学の研究者も参加した。 このオープンアクセスの論文は、「fecalFACSで明らかにされたオマキザルの生態学的柔軟性、大きな脳、および長命のゲノミクス（The Genomics of Ecological Flexibility, Large Brains, and Long Lives in Capuchin Monkeys Revealed with fecalFACS.）」と題されている。「オマキザルはサルの中で相対的な脳のサイズが最も大きく、体のサイズが小さいにもかかわらず50歳を超えて生きることができるが、その遺伝的基盤はこれまで未踏のままだった。」と、リバプール大学で老化研究を行う共著者のJoao Pedro DeMagalhaes教授は説明した。研究者らは、これらの特性の進化を探求するために、白い顔をしたオマキザル（Cebus imitator）のリファレンスゲノムアセンブリを開発し、注釈を付けた。 科学者らは、多種多様な哺乳類にまたがる比較ゲノミクスアプローチを通じて、長寿と脳の発達に関連する進化的選択の下にある遺伝子を特定した。「両方の形質の根底にある遺伝子にポジティブセレクションのサインが見つかった。これは、そのような形質がどのように進化するかをよりよく理解するのに役立つ。さらに、熱帯雨林と 季節的乾林のオマキザルの集団を調べることにより、干ばつと季節の環境への遺伝的適応の証拠を見つけた。」とオマキザルの行動と遺伝学を約20年間研究しているカルガリー大学のAmanda Melin 博士は語った。  

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COVID-19 を引き起こすウイルスであるSARS-CoV-2は、感染後にさまざまな方法で人々に影響を与える。 軽度の症状しか見られない、またはまったく症状が見られない人もいれば、入院を必要とするほどになり、呼吸不全を発症して死亡する人もいる。沖縄科学技術大学院大学（OIST）とドイツのマックスプランク進化生物学研究所の研究者らは、COVID-19で深刻な病気になるリスクを約20％減らす、ネアンデルタール人から受け継がれた遺伝子グループを発見した。「もちろん、高齢や糖尿病などの基礎疾患などの他の要因は、感染した個人の病気に大きな影響を及ぼす」と、OISTでヒト進化ゲノミクスユニットを率いるSvante Pääbo教授は述べている。「しかし、遺伝的要因も重要な役割を果たしており、これらのいくつかはネアンデルタール人から現代人に渡されたものだ。」 昨年、Pääbo教授と彼の同僚であるHugo Zeberg教授は、Natureで、これまでに特定されたウイルスに感染したときに重度のCOVID-19を発症するリスクを2倍にする最大の遺伝的危険因子はネアンデルタール人から受け継がれたことを報告していた。彼らの最新の研究は、重度のCOVID-19を発症した2,244人のゲノム配列を収集した英国のGenetics of Mortality in Critical Care（GenOMICC）コンソーシアムから昨年12月に発表された新しい研究に基づいている。 この英国の研究は、個人がウイルスにどのように反応するかに影響を与える4つの染色体上の追加の遺伝子領域を特定した。2021年2月16日にPNAS のオンラインで公開された研究で、Pääbo教授とZeberg教授は、新たに特定された領域の1つが変異体を持っていることを示している。これは、3人のネアンデルタール人（クロアチアの約50,0

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カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のエンジニアは、首に装着して血圧と心拍数を継続的に追跡しながら、装着者のブドウ糖をはじめ、乳酸塩、アルコール、またカフェインレベルも測定できる、柔らかく伸縮性のあるスキンパッチ（写真）を開発した。 これは、人体の心臓血管信号と複数の生化学的レベルを同時に監視する初のウェアラブルデバイスだ。「このタイプのウェアラブルデバイスは、基礎疾患のある人々が定期的に自分の健康状態を監視するのに非常に役立つ」と、UCSDのナノエンジニアリング博士課程の学生でネイチャーバイオメディカルエンジニアリングの2021年 2月15日にオンライン公開された研究の共同筆頭著者であるLuYin氏は述べている。このオープンアクセスの論文は、「血行動態と代謝のバイオマーカーを同時にモニタリングするための表皮パッチ（An Epidermal Patch for the Simultaneous Monitoring of Haemodynamic and Metabolic Biomarkers.）」と題されている。 「それは、特に人々が COVID-19 パンデミック下で病院への訪問を最小限に抑えている、遠隔患者モニタリングのための素晴らしいツールとしても役立つだろう。」 このようなデバイスは、高血圧と糖尿病を管理している個人、つまり COVID-19 で深刻な病気になるリスクが高い個人に役立つ可能性がある。 また、乳酸値の急激な上昇を伴う血圧の突然の低下を特徴とする敗血症の発症を検出するために使用することもできる。すべて行うことができる1つの柔らかい皮膚パッチは、血圧やその他のバイタルサインの継続的な監視を必要とするNICUの乳児を含む集中治療室の患者にとっても便利な代替手段を提供する。 現在これらの手順には、患者の動脈の奥深くにカテーテルを挿入し、患者を複数

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豚はおそらく飛ぶことはできないだろうが、新研究では、イノシシ属内のいくつかの種が驚くべきレベルの行動的および精神的柔軟性を持っているかもしれないことを明らかにしている。 2021年2月11日にFrontiers in Psychologyのオンラインで公開された研究では、4頭の豚が簡単なジョイスティック対応のビデオゲームをプレイできるかどうかをテストした。 この論文は「豚（イノシシ）によるジョイスティック操作のビデオタスクの取得（Acquisition of a Joystick-Operated Video Task by Pigs (Sus scrofa).）」と題されている。知能を分析するためにヒト以外の霊長類に通常与えられるタスクの器用さは限られているにもかかわらず、各動物はある程度の概念的理解を示した。 この研究には、ハムレットとオムレツという名前の2頭のヨークシャー豚と、エボニーとアイボリーという名前の2頭のパネピントミニ豚が含まれていた。 4匹の動物はすべて、実験の最初の段階で、コンピューターのモニターの前でジョイスティックに近づき、鼻を使って操作するように訓練された。次に、ジョイスティックを使用して画面上の最大4つのターゲット壁に向かってカーソルを移動するビデオゲームのプレイ方法を学んだ。 各ブタは偶然をはるかに超えてタスクを実行した。これは、ジョイスティックの動きがコンピューター画面のカーソルに接続されていることを動物が理解したことを示している。この研究を共同執筆したのは、インディアナ州にあるパデュー大学の教授でありパデュー動物福祉科学センターの所長であるCandace Croney博士と、チンパンジーの認知に関する研究で知られるSarah T. Boysen 博士だ。この研究者らによると、向かい合せの親指のないこれらの先見の明のある動物が、仕事で成功す

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アナフィラキシーは、皮膚、胃腸管、呼吸器系、そして心臓血管系に影響を与える可能性がある全身性アレルギー反応だ。 アナフィラキシーの最も重篤な形態はアナフィラキシーショックであり、これは低血圧を特徴とし、死を引き起こす可能性がある。 この反応には、食物、薬、昆虫の毒に対するアレルギー反応など、いくつかの原因が考えられる。これらの反応の重症を引き起こす分子メカニズムは未だ不明だ。バルセロナ大学（UB）とIDIBAPS（August Pi i Sunyer Biomedical Research Institute）の研究者が主導した研究では、アシナガバチ（Polistes dominula）の毒に対するアレルギーによって引き起こされた再発性アナフィラキシーショックに苦しむ患者で検出された遺伝子突然変異を分析した 。 2020年12月29日にJournal of Allergy and Clinical Immunologyのオンラインで公開された研究結果は、アナフィラキシー反応の重症度を制御できる新しい分子メカニズムを明らかにした（ログインして画像を参照のこと）。 この研究は、UBとIDIBAPSの研究者であるMargarita Martín博士とRosa Muñoz-Cano医学博士が主導した。 どちらも、カルロス3世研究所の喘息、アレルギー、および有害反応ネットワーク（ARADyAL）のメンバーだ。 この論文は「KARSの突然変異：重度のアナフィラキシーの新しいメカニズム（Mutation in KARS: A Novel Mechanism for Severe Anaphylaxis.）」と題されている。研究者らは、患者で検出されたKARS遺伝子（リシルtRNAシンテターゼ、LysRSをコードする）の変異の生化学的、機能的、および構造的特性評価を実施した。「この研究は

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免疫療法薬に反応しない癌患者において、腸内微生物（腸内細菌叢として知られている）の組成を糞便移植により調整することで、免疫療法薬に反応するようになるかもしれないと新研究が示唆している。国立衛生研究所の一部である国立癌研究所（NCI）癌研究センターの研究者がピッツバーグ大学医療センター（UPMC）ヒルマン癌センターの研究者と共同研究を実施した。この研究では、免疫療法の一種である免疫チェックポイント阻害剤による治療に最初は反応しなかった進行性黒色腫の一部の患者が、薬に反応した患者からの糞便微生物叢の移植を受けた後、薬に反応したという。この結果は、特定の糞便微生物を患者の結腸に導入すると、免疫系が腫瘍細胞を認識して殺す能力を高める薬に患者が反応するのに役立つ可能性があることを示唆している。この調査結果は、Scienceの2021年2月5日号に掲載された。この論文は「糞便微生物叢移植が黒色腫患者の抗PD-1療法に対する耐性を克服する（Fecal Microbiota Transplant Overcomes Resistance to Anti–PD-1 Therapy in Melanoma Patients）」と題されている。 「近年、PD-1およびPD-L1阻害剤と呼ばれる免疫療法薬は、特定の種類の癌を患う多くの患者に利益をもたらしたが、癌が反応しない患者を助けるための新しい戦略が必要だ。」と研究共同リーダーで NCIの癌研究センターの統合癌免疫学研究所の責任者であるGiorgio Trinchieri 医学博士は述べた。「我々の研究は、腸内細菌叢の組成を変えることで免疫療法への反応を改善できることを患者に示した最初の研究の1つだ。 このデータは、腸内細菌叢が癌の治療標的になり得るという概念実証を提供する。」Trinchieri博士は、免疫療法薬に対する腫瘍の耐性を克服する

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オーストラリア のクイーンズランド大学（UQ）の研究者は、認知症やアルツハイマー病の原因となる可能性がある脳細胞の新しい「播種」プロセスを発見した。 UQのクイーンズランド脳研究所の認知症研究者であるJürgen Götz 博士は、この研究により、絡み合ったニューロンは、認知症の特徴的な兆候であり、細胞プロセスによって部分的に形成され、有毒なタウタンパク質が健康な脳細胞に漏れることを可能にすることが明らかになったと述べた。「これらの漏れは、タウのもつれを引き起こし、最終的には記憶喪失やその他の障害につながる、損傷を与えるシードプロセスを形成する」とGötz教授は述べている。 Götz教授は、これまで、研究者らはタウシードが健康な細胞に取り込まれた後、どのように逃げることができるのか理解していなかったと述べた。 「アルツハイマー病の人では、細胞内外にメッセージを運ぶ エクソソーム によって、細胞膜に穴を開けて有毒なタウシードを逃がす反応を引き起こすようだ」と彼は述べた。 「より多くのタウが脳に蓄積するにつれて、それは最終的にもつれを形成し、アミロイドプラークとして知られる異常に構成されたタンパク質と一緒に、それらは神経疾患の重要な特徴を形成する。」この新しい研究結果は、2021年1月8日にActa Pathologica のオンラインで公開された論文に記載されている。 このオープンアクセスの論文は、「エクソソームは、エクソソームのタウシードが細胞質ゾルに逃げるゲートウェイとしてエンドリソソームの透過性を誘導する（Exosomes Induce Endolysosomal Permeabilization As a Gateway by Which Exosomal Tau Seeds Escape into the Cytosol.）」と題されている。この要約の中で、

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ミシガン大学ローゲル癌センターとミシガン大学工学部の研究者らは、癌と戦うためのナチュラルキラー免疫細胞の配備という新たな治療法の開発の面で一歩進んでいる。この研究者らは、ナチュラルキラー細胞をキャプチャーし、それらに癌を殺す エクソソーム を放出させる最初の体系的な方法を開発した。 これらのナノスケールのエクソソームは、ナチュラルキラー（NK）細胞の数千分の1であるため、癌細胞の防御にうまく浸透することができるという。非小細胞肺癌の5人の患者からの血液サンプルでの概念実証研究は、アプローチがマイクロ流体チップ上のナチュラルキラー細胞をキャプチャーし、それらを使用してNKエクソソームを放出できることを示した。 2021年1月28日にAdvanced Scienceのオンラインで公開された調査結果によると、ミシガン大学のエンジニアと腫瘍学者を含む学際的なチームは、エクソソームが細胞培養で循環腫瘍細胞を効果的に殺すことができることをさらに実証した。 このオープンアクセスの論文は、「非小細胞肺癌における循環NK細胞由来エクソソームのオンチップ生合成は抗腫瘍活性を示す（On‐Chip Biogenesis of Circulating NK Cell‐Derived Exosomes in Non‐Small Cell Lung Cancer Exhibits Antitumoral Activity.）」と題されている。「エキソソームは、タンパク質やその他の分子の小さな袋であり、体内のほぼすべての種類の細胞から自然に放出される。」と、ミシガン大学の化学工学研究員でこの研究の共同主執筆者のYoon-TaeKang博士は述べている。 「我々はNKエクソソームの理解を深め、それらの癌を殺す可能性を利用しようと考えた。」NK細胞と比較して、NKエクソソ

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2021年は、すべての生化学の教科書に載っている基本的な発見の100周年だ。 1921年、ドイツの医師Otto Warburgは、癌細胞がブドウ糖からエネルギーを奇妙で非効率的な方法で収穫することを観察した。癌細胞は酸素を使用してブドウ糖を「燃焼」させる（好気性解糖）のではなく、酵母が発酵で行うような急速に起こる酸素非依存性プロセス（嫌気性解糖）でそれを行うが、グルコースエネルギーの多くは未利用のままだ。「ワールブルク効果」を説明するさまざまな仮説が長年にわたって提案されてきた。これには、癌細胞には欠陥のあるミトコンドリア（「エネルギー工場」）があり、したがってブドウ糖の野焼きを実行できないという考えが含まれる。 しかし、これらの説明はどれも時の試練に耐えることができなかった。 （たとえば、癌細胞のミトコンドリアは問題なく機能する。） 現在、免疫学者のMing Li博士率いるスローンケタリング研究所の研究チームは、多数の遺伝的および生化学的実験に基づき、Scienceの2021年1月22日号に新しい答えを提供した。 それは、ワールブルク代謝と、PI3キナーゼと呼ばれる細胞内の強力な酵素活性との間のこれまで認識されていなかった関連性に帰着する。 この論文は「解糖系がホスホイノシチド3-キナーゼのシグナル伝達を促進してT細胞免疫を強化する（Glycolysis Fuels Phosphoinositide 3-Kinase Signaling to Bolster T Cell Immunity.）」と題されている。「PI3キナーゼは、細胞代謝の最高司令官のように機能する重要なシグナル伝達分子だ」とLi博士は述べた。 「細胞分裂を含む、細胞内のエネルギーコストのかかる細胞イベントのほとんどは、PI3キナーゼが合図を出したときにのみ発生する。」細胞がワールブルク代謝に移行すると

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英国のウェルカムサンガーインスティテュート、ニューカッスル大学そしてキングスカレッジの研究者らは、皮膚の非常に詳細なマップを作成した。これは、炎症性皮膚疾患の患者の細胞で、発生からの細胞プロセスが再活性化されることを明らかにしている。 湿疹や乾癬の患者の皮膚が、発達中の皮膚細胞と多くの同じ分子経路を共有していることを発見した。これは、これらの痛みを伴う皮膚病を治療するための潜在的な新薬の標的を提供する。Science の2021年1月22日号に掲載されたこの研究は、炎症性疾患のまったく新しい理解も提供し、関節リウマチや炎症性腸疾患などの他の炎症性疾患の研究に新しい道を開くものだ。 このScience の論文は「発生細胞プログラムは炎症性皮膚疾患に採用されている（Developmental Cell Programs Are Co-Opted In Inflammatory Skin Disease.）」と題されている。 人体のすべての細胞タイプをマッピングするためのグローバルなHuman Cell Atlasの取り組みの一部である、発達中の成人の皮膚の新しい包括的なアトラスは、世界中の科学者にとって貴重なリソースだ。 また、再生医療のテンプレートを提供し、研究者が実験室でより効果的に皮膚を成長させるのに役立つ。我々の皮膚はバリアとして機能し、侵入するバクテリアやウイルスから体を守り、健康には不可欠だ。 アトピー性湿疹や乾癬などの炎症性皮膚疾患は慢性疾患であり、免疫系が過剰に活動し、皮膚のかゆみや薄片状の皮膚を引き起こし、非常に痛みを伴い、感染しやすくなる。 これらの状態は人々の生活に重大な影響を与える可能性があるが、原因は不明であり、治療法はなく、症状を和らげるのに役立つだけだ。皮膚は、さまざまな種類の細胞で構成される複雑な組織だ。 皮膚がどのように形成され、これが成人の

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シカゴにあるラッシュ大学医療センターの新研究で、マウスの COVID-19 モデルに鼻からペプチドを導入したところ、効果を示したという。 このペプチドは、発熱を抑え、肺を保護し、心臓機能を改善し、「サイトカインストーム」（感染が免疫系を誘発して炎症性タンパク質で血流を溢れさせる状態）を逆転させるのに効果的であることが証明された。この研究者らはまた、病気の進行を防ぐことに成功したと報告している。2021年1月11日にJournal of Neuroimmune Pharmacologyにオンラインで公開されたこの論文は「SARS-CoV-2（AIDS）ペプチドのACE-2相互作用ドメインが炎症を抑制して発熱を抑え、マウスの肺と心臓を保護する：COVID-19療法への影響（ACE-2-interacting Domain of SARS-CoV-2 (AIDS) Peptide Suppresses Inflammation to Reduce Fever and Protect Lungs and Heart in Mice: Implications for COVID-19 Therapy.）」と題されている。 「これは、SARS-CoV-2感染を防ぎ、COVID-19患者を呼吸の問題や心臓の問題から保護するための新しいアプローチになる可能性がある」「メカニズムを理解することがCOVID-19の効果的な治療法を開発するために重要であることが証明されている。集中治療室（ICU）の多くのCOVID-19患者は影響を与えるサイトカインストームに苦しんでいる 肺、心臓、その他の臓器。ステロイドなどの抗炎症療法が利用可能だが、これらの治療法は免疫抑制を引き起こすことがよくある。」「SARS-CoV-2はアンギオテンシン変換酵素2（ACE2）に結合して細胞に侵入するため、 SARS

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何年もの間、コーラルベリー（写真）の葉からの活性物質は、新種の強力な薬になると思われてきたが、これまでこの物質を大量に製造することは非常に労力を要する作業だった。ドイツのボン大学の研究者らは、この物質を生成する実験室で簡単に培養できる細菌を特定したことから、状況は変わるかもしれない。この結果は、2021年1月8日にNature Communicationsでオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「チオエステラーゼを介した側鎖エステル交換が強力なGqシグナル伝達阻害剤FR900359を生成する（Thioesterase-Mediated Side Chain Transesterification Generates Potent Gq Signaling Inhibitor FR900359.）」と題されている。コーラルベリーは現在、再び多くのリビングルームを飾っている。 冬には真っ赤な実をつけ、北半球でこの時期に人気のある観賞植物だ。   しかし、薬剤師にとっては別の理由で興味深いものだ。喘息や特定の種類の癌に対する希望の光として近年出現した活性物質が含まれている。 残念ながら、この物質「FR900359（略称：FR）」を大量に入手するのは、かなり面倒だ。 温室で植物を栽培するには何週間もかかるし、収量は標本によって大きく異なる可能性がある。ちなみに、この植物自体は有効成分を生成しないが、葉にそれを行う細菌を持っている。 「しかし、これらはコーラルベリーでのみ成長し、実験室で栽培することはできない」とボン大学薬学生物学研究所のMax Crüsemann 博士は説明する。 FRの製造は複雑な作業だ。細菌はこの目的のための特別な組立ラインを持っており、そこでは多くの酵素が連携して働く。 細菌の遺伝子構成は、この組立ラインをどのように設定する必要があるかを指

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植物は、草食動物から身を守るために有毒物質を生成する。 新研究では、イエナのマックスプランク化学生態学研究所とドイツのミュンスター大学の科学者が、野生のタバコ植物で防御物質の重要なグループであるジテルペン配糖体の生合成と正確な作用機序を「フラソミクス（FRASSOMICS）」と呼ばれる新アプローチを用いて、詳細に解明することに成功した。ジテルペン配糖体は、植物が草食動物から身を守ることを可能にしている。 この研究では、これらの植物化学物質が細胞膜の特定の部分を攻撃することを示している。 タバコ植物は、自身の毒素から身を守り、細胞膜の損傷を防ぐために、これらの物質を非常に特殊な方法で合成し無毒の形で保存するという。   Science の2021年1月15日号で報告された結果によると、自己毒性とそれに対する保護は、植物防御の進化において以前に考えられていたよりも大きな役割を果たしているようだ。この論文は「ジテルペノイドの制御されたヒドロキシル化により、自己毒性なしに植物の化学的防御が可能になる（Controlled Hydroxylations of Diterpenoids Allow for Plant Chemical Defense Without Autotoxicity.）」と題されている。多くの植物は、食べられないよう自分自身を守るために化学的防御を生み出す。 これらの物質が消費する者にとって有毒である理由についてはまだほとんど分かっていなかった。 マックスプランク化学生態学研究所とミュンスター大学の研究者らは、植物がどのように毒素を産生し、自分自身を傷つけることなく組織に貯蔵するかを調査した。特に、自己毒性のメカニズムとその予防が、草食動物に対する防御を提供する毒性特性と同様のメカニズムを共有しているかどうかを知りたいと考えた。そこで実験のために、タバコの

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ベルギーのルーヴァン・カトリック大学の研究者らは、特定の食品を食べると腹痛を感じる人がいる理由を説明する生物学的メカニズムを特定した。 この発見は、過敏性腸症候群（irritable bowel syndrome: IBS）やその他の食物不耐性のより効率的な治療への道を切り開くものだ。マウスとヒトで実施されたこの研究は、2021年1月13日にNatureのオンラインで発表された。 この論文は「食品抗原に対する局所免疫反応が食事誘発性腹痛を引き起こす（Local Immune Response to Food Antigens Drives Meal-Induced Abdominal Pain.）」と題されている。世界の人口の最大20％が過敏性腸症候群に苦しんでおり、これは食後に胃の痛みや重度の不快感を引き起こし、この人たちの生活の質に影響を及ぼしている。 グルテンフリーやその他の食事療法はある程度の緩和をもたらすことができるが、患者は問題の食品にアレルギーがなく、セリアック病などの既知の状態も持っていないため、なぜこうなるのかは謎だった。   「非常に多くの場合、これらの患者は医師によって真剣に受け止めてもらえず、アレルギー反応が無いことを理由に、気のせいだとか、腸の生理機能には問題がないということで片付けられがちだ。」とルーヴァン・カトリック大学の胃腸科医であり、この新研究の筆頭著者であるGuy Boeckxstaens 教授（写真）は述べた。 「これらの新しい洞察により、これが実際に病気であるという、さらなる証拠を提供する。」 彼のラボおよび臨床研究は、特定の食品によるヒスタミンを放出する細胞（肥満細胞と呼ばれる）の活性化と、その後の痛みと不快感とを結び付けるメカニズムを明らかにした。 Boeckxstaens教授と彼の同僚による初期の研究は、免疫系の重要な構成要

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細胞由来の エクソソーム は、母乳中の主要なタンパク質（カゼイン）と混合して経口投与すると病気の治療に効果的であることが、シダーズ・サイナイ医療センター・シュミット心臓研究所の実験用マウスによる新研究で示された。2021年1月11日にJournal of Extracellular Vesiclesにオンラインで公開された調査結果は、筋ジストロフィーと心不全の患者を治療するための新しい経口薬を開発するための基礎を確立する可能性がある。 このオープンアクセスの論文は、「摂取された細胞外小胞のカゼイン増強取り込みおよび疾患修飾生物活性（Casein‐enhanced uptake and disease‐modifying bioactivity of ingested extracellular vesicles.）」と題されている。 この研究は、シュミット心臓研究所の心臓病学教授であるEduardo Marbán医学博士が率いる10年以上の研究に基づいている。この研究は、ヒトの心臓球由来細胞（cardiosphere-derived cells :CDC）と、それらの細胞から分泌されて体中を移動するエクソソームと呼ばれる細胞外小胞の一種に焦点を当てている。エクソソーム にはさまざまな生体分子が含まれている。 「2009年に最初のヒト試験を開始した当初、我々は患者の心臓に細胞を注入していた。そして、細胞自体が治療上の答えであると考えていた」とMarbán博士は述べた。 「今では、もっとも大変な部分は実はエクソソームであることがわかっている。我々の最近の研究では、経口投与した場合も同じくらい効果的である可能性が示されている。」2010年に最初の研究が終了して以来、Marbán博士は、細胞を患者に送達する新しい洞察と新しい方法、および細胞が潜在的に役立つ可能

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最悪の脳腫瘍である神経膠芽腫の原因となる発癌遺伝子が特定された。 この発見は、致命的な癌に有望な新しい治療標的を提供するものだ。 この研究者らは、癌遺伝子は癌細胞の生存に不可欠であり、それがなければ、癌細胞は死ぬと述べた。この成果は2020年7月10日にネイチャーコミュニケーションズで発表された。 この論文は「細胞骨格レギュレーターAVILが膠芽腫の腫瘍形成を促進する（A Cytoskeleton Regulator AVIL Drives Tumorigenesis in Glioblastoma.）」と題されている。 バージニア大学（UVA）医学部およびUVA癌センターの研究者であるHui Li博士は、既に同様の「oncogene addiction」を伴う他の癌を対象とした多くの標的療法を開発している。 彼は「膠芽腫は最も致命的な癌の1つだ。残念ながら、この疾患に対する効果的な治療オプションはない。現在の標準オプションである放射線とテモゾロミドは、2.5ヶ月の生存率向上で大きな成功を収めたが、明らかに、より良い理解と新たな治療目標が緊急に必要とされている」と語った。「我々が発見した新しい癌遺伝子は、神経膠芽腫のアキレス腱であることが証明されており、その特定の標的は、疾患の治療のための潜在的に効果的なアプローチだ。」発癌遺伝子は、自然に発生する遺伝子であり、制御不能になって癌を引き起こす。 Li博士と彼の同僚が特定した癌遺伝子、avilllin（AVIL）は、通常、細胞がそのサイズと形を維持するのを助ける。 しかし、この遺伝子は様々な要因によってオーバードライブに移行する可能性があることを彼らは発見した。 これにより、癌細胞が形成され広がる。遺伝子の活動をブロックすると、実験用マウスの神経膠芽腫細胞は完全に破壊されたが、健康な細胞には影響がなかった。 これは、遺伝子を

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マイアミ大学ミラー医学部の研究者らは、臍帯由来の間葉系幹細胞の注入によって最も重症の COVID-19 患者の死亡リスクを安全に減らし、回復までの時間を短縮することを示す、ユニークで画期的なランダム化比較試験を主導した。 STEM CELLS Translational Medicineで2021年1月5日に掲載されたこのオープンアクセス論文は「COVID-19急性呼吸窮迫症候群の臍帯間葉系幹細胞：二重盲検、フェーズ1 / 2a、ランダム化比較試験（Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells for COVID-19 Acute Respiratory Distress Syndrome: A Double‐Blind, Phase 1/2a, Randomized Controlled Trial.）」と題されている。この研究の筆頭著者である、マイアミ大学ミラー医学部の糖尿病研究所（DRI）および細胞移植センターの所長であるCamillo Ricordi医師は、COVID-19を間葉系幹細胞（画像）で治療することは理にかなっていると述べた。 この論文は、マイアミ大学タワーまたはジャクソン記念病院にCOVID-19で入院し、重度の急性呼吸窮迫症候群を発症した24人の患者からの所見について説明している。 それぞれが、間葉系幹細胞またはプラセボのいずれかを、数日間隔で2回注入された。「それは二重盲検試験だった。医師と患者は何が注入されたかを知らされなかった。」とRicordi 博士は述べた。 「3日以内に1億個の幹細胞を2回注入し、治療群の各被験者に合計2億個の細胞を注入した。」この研究者らは、治療が安全であり、注入に関連する重篤な有害事象がないことを発見した。 1ヶ月での患者の生存率は、幹細胞治療群で91％であったのに対し、対

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新研究で骨が形成され維持される方法を支配する細胞種が発見され、骨粗鬆症などの骨障害の治療法の潜在的なターゲットが切り開かれた。 ペンシルベニア大学のペレルマン医学部の教員が率いるげっ歯類による研究では、骨髄脂肪生成系統前駆体（marrow adipogenic lineage precursors : MALP）が骨の再構築に明確な役割を果たしていることが示された。 このプロセスの欠陥は骨粗鬆症の重要な問題であるため、これらのMALP細胞を使用して骨のリモデリングをより適切に調節する治療は、より適切な治療につながる可能性がある。   Journal of Clinical Investigation（2020年11月18日）にオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は、「骨髄脂肪生成系列前駆体（MALP）が骨リモデリングおよび病的骨喪失における骨破砕形成を促進する《Bone Marrow Adipogenic Lineage Precursors (MALPs) Promote Osteoclastogenesis in Bone Remodeling and Pathologic Bone Loss.》」と題されている。「骨代謝ターンオーバーを制御するための新しい細胞および分子メカニズムを発見することで、既存の治療法の微調整や新しい治療法の設計が可能にながる」と、この研究の筆頭著者である整形外科の准教授であるLingQin博士は述べている。 「たとえば、遺伝子編集技術の進歩と新しい細胞特異的送達アプローチにより、将来的には、骨粗鬆症などの骨障害の治療法としてMALPの挙動を調節することが可能になるだろう。」健康な骨の維持は、新しい骨を形成するために必要な材料を分泌する骨芽細胞と、古い骨の材料を吸収して新しい骨に道を譲る破骨細胞との間のバランスだ。 このバラ

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外傷からの感染や、脳卒中など脳損傷の治癒過程は、膠芽腫の成長を促進する可能性がある。 2021年1月4日にNature Cancerのオンラインで公開されたこの調査結果は、トロント大学病院、ザ・ホスピタル・フォー・シック・チルドレン（SickKids）およびプリンセスマーガレット癌センターの学際的な研究者チームによって報告された。 この研究者らは、膠芽腫として知られる一般的な脳腫瘍に焦点を当てた、カナダ全土の癌に立ち向かうカナダドリームチームの一員だ。「我々のデータは、脳内の特定の細胞の突然変異が損傷によって変化して腫瘍を引き起こす可能性があることを示唆している」とトロント大学テマーティ医学部の脳神経外科部門の責任者であり、SickKids の発達および幹細胞生物学プログラムの上級科学者でもあるドリームチームリーダーのPeter Dirks 医学博士は述べている。   テマーティ医学部およびトロント大学ドネリー細胞生体分子研究センターの分子遺伝学教授であるGary Bader 博士、およびテマーティ医学部の医学生物物理学の准教授であるTrevor Pugh 博士もこの研究を主導した。調査結果は、診断後の平均寿命が15か月で、現在治療の選択肢が限られている膠芽腫患者の新しい治療法につながる可能性がある。 このNature Cancerの論文は、「発達および損傷反応の勾配転写状態は、膠芽腫の不均一性を支える機能的脆弱性を定義する（Gradient of Developmental and Injury Response Transcriptional States Defines Functional Vulnerabilities Underpinning Glioblastoma Heterogeneity.）」と題されている。この結果に基づき、この研究者らは、「神経膠

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褐色脂肪はあなたがもっと欲しがるかもしれない魔法の組織かもしれない。 カロリーを蓄える白色脂肪とは異なり、褐色脂肪はエネルギーを燃焼し、科学者はそれが新しい肥満治療の鍵を握ることを望んでいる。 しかし、褐色脂肪が豊富な人が、本当に健康を楽しんでいるかどうかは長い間不明だった。 褐色脂肪は体の奥深くに隠されているため、褐色脂肪が豊富な人を特定することさえ困難だったのがその理由の一つだ。2021年1月4日に Nature Medicine のオンラインで公開されたロックフェラー大学の研究チームによって実施された新研究では、その強力な証拠を提供している 。この論文は「褐色脂肪組織は心臓代謝の健康に関連している（Brown Adipose Tissue Is Associated with Cardiometabolic Health.）」と題されている。   この研究チームは、52,000人を超える参加者の中で、褐色脂肪が検出された人は、2型糖尿病から米国の主要な死因である冠状動脈疾患に至るまで、心臓および代謝の状態に苦しむ可能性が低いことを発見した。この研究は、これまでの研究で示唆された褐色脂肪の健康上のベネフィットを確認し、拡大している。 「初めて、特定の状態のリスクを下げることへの関連性が明らかになった」とロックフェラー大学病院の医師で助教授のPaul Cohen医学博士は述べた。 「これらの発見で、褐色脂肪を治療標的にする可能性についてより自信を深めた。」褐色脂肪は新生児や動物で何十年にもわたって研究されてきたが、褐色脂肪が一部の成人、通常は首や肩の周りにも見られることが確認されたのは2009年のことだった。 それ以来、研究者らは、寒い条件で熱を生成するためにカロリーを燃焼する力を持っている捉えどころがない脂肪細胞を研究するために取り組んできた。しかし、褐色脂肪の大規

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過去数十年の間に、研究者は神経変性疾患につながる生物学的経路を特定し、それらを標的とする有望な分子剤を開発した。 しかし、これらの臨床的に承認された治療への変換は、血液脳関門（blood-brain barrier:BBB）を越えて脳に治療薬を送達する際に直面する課題のために、なかなか進まずにいる。 脳への治療薬の送達を成功させるために、ブリガムアンドウィメンズ病院とボストンチルドレンズホスピタルのバイオエンジニア、医師、および共同研究者のチームは、マウスの物理的に損傷した/または 無傷のBBB を使いナノ粒子プラットフォームを作成した。外傷性脳損傷（traumatic brain injury: TBI）のマウスモデルでは、この送達システムが従来の送達方法の3倍の脳内蓄積を示し、治療的にも効果的であり、多くの神経障害の治療の可能性を開く可能性があることが観察された。   この調査結果は、2021年1月1日にScience Advancesのオンラインで公開された。 この論文は「外傷性脳損傷におけるBBBの病態生理学に依存しないsiRNAの送達（BBB Pathophysiology Independent Delivery of siRNA in Traumatic Brain Injury.）」と題されている。TBIの後に治療薬を脳に送達するために以前開発されたアプローチでは、血液脳関門が一時的に破られたときに、頭部への物理的損傷後の短い時間枠に依存していた。 ただし、血液脳関門が数週間以内に修復された後、医師は効果的なドラッグデリバリーのためのツールを欠いていた。 「低分子と高分子の両方の治療薬を血液脳関門全体に届けるのは非常に難しい」と、ブリガムの麻酔科、周術期および疼痛医学部門のナノメディシンセンターの準バイオエンジニアである対応する著者のNitin Josh

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アフリカおよび世界中の顧みられない熱帯病（neglected tropical diseases :NTD）の根絶を達成するために新薬の発見は不可欠だ。 PLOS Neglected Tropical Diseases で報告された研究成果では、ガーナ特有の3つの病気（住血吸虫症、オンコセルカ症、リンパ系フィラリア症）に対してラボで機能する伝統的なガーナの薬を特定したという。2020年12月31日にオンラインで公開されたこのオープンアクセスの論文は、「いくつかのガーナの伝統医学とその成分の抗シストソーム、抗腫瘍細胞および抗トリパノソーマの可能性（Antischistosomal, Antionchocercal and Antitrypanosomal Potentials of Some Ghanaian Traditional Medicines and Their Constituents.）」と題されている。 ガーナにおける顧みられない熱帯病への主な介入は、現在、いくつかの薬剤の繰り返し大量投与であり、これは有効性の低下と薬剤耐性の出現につながる可能性がある。 住血吸虫症、オンコセルカ症、およびリンパ系フィラリア症の慢性感染症は致命的となる可能性がある。住血吸虫症は、住血吸虫のビルハルツ住血吸虫とマンソン住血吸虫によって引き起こされる。 オンコセルカ症、または河川失明症は、寄生虫オンコセルカボルブルスによって引き起こされる。 リンパ系フィラリア症は、象皮病とも呼ばれ、寄生性の糸状虫Wuchereria bancroftiによって引き起こされる。新研究では、ガーナ大学のDorcas Osei-Safo 博士（写真）と同僚が、ガーナ伝統医学実践者協会から、地域社会で顧みられない熱帯病の治療に使用される15の伝統薬を入手した。 それらの薬は、水性ハーブ製剤または乾燥粉

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ヘモグロビンはいくつかの種で独立して出現したが、実際には共通の祖先によって伝達された単一の遺伝子に由来することが、フランス国立科学研究センター（CNRS）、パリ大学、ソルボンヌ大学、サンクトペテルブルク大学そしてリオデジャネイロ大学の科学者らによる新研究で示された。これらの調査結果は、2020年12月29日にBMC Evolutionary Biologyのオンラインで公開された。 このオープンアクセスの論文は「海洋環形動物Platynereis dumeriliiのグロビンは、左右相称動物のヘモグロビン進化に新たな光を当てる。（Globins in the Marine Annelid Platynereis dumerilii Shed New Light on Hemoglobin Evolution in Bilaterians.）」と題されている。 赤血球を持つことは、人間や哺乳類に特有のものではない。 この色は、脊椎動物だけではなく環形動物（最も有名なメンバーがミミズであるワームファミリー）、軟体動物（特に池のスネイル）そして甲殻類（ ミジンコ）の循環系にも見られる酸素の輸送に特化した複雑なタンパク質であるヘモグロビンに由来する。ヘモグロビンがこのような多様な種に出現するためには、進化の過程で何度か「発明」されたに違いないと考えられていた。 しかし、最近の研究では、「独立して」生まれたと考えられているこれらのヘモグロビンはすべて、実際には単一の祖先遺伝子に由来することが示された。 フランス国立科学研究センター（CNRS）、パリ大学、ソルボンヌ大学、サンクトペテルブルク大学そしてリオデジャネイロ大学（ブラジル）の研究者 は、赤い血を持つ小さな海洋ワームであるPlatynereis dumeriliiについてこの研究を行った。このワームは、その遺伝的特性がほとん

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カリフォルニア州ラホーヤにあるスクリプス研究所の化学者は、生命が地球上でどのように発生したかについての新しい見方を支持する驚くべき発見をした。ドイツ化学会誌のアンゲヴァンテ・ケミーに2020年12月15日にオンラインで公開された研究によると、生命が生まれる前に地球上に存在していたと思われるジアミドホスフェート（DAP）と呼ばれる単純な化合物が、デオキシヌクレオシドと呼ばれる小さなDNAビルディングブロックを化学的に編み合わせて原始DNA鎖にした可能性があるという。この発見は、過去数年にわたる一連の発見の最新のものであり、DNAとその密接な類縁のRNAは、同様の化学反応の産物として一緒に発生し、最初の自己複製分子（地球上で最初の生命体）は2つの混合物だったことを示している。 この発見は、化学や生物学における新しい実用的なアプリケーションにもつながる可能性があるが、その主な重要性は、地球上の生命が最初にどのように発生したかという古くからの問題を解決することだ。 特に、自己複製するDNA-RNA混合物がどのように進化し、原始地球に広がり、最終的には現代の生物のより成熟した生物学に種をまくことができたのかについてのより広範な研究への道を開くものだ。 このアンゲヴァンテ・ケミーの論文は、「前生物的なリン酸化と、それに伴うデオキシヌクレオシドのオリゴマー化によるDNA形成（Prebiotic Phosphorylation and Concomitant Oligomerization of Deoxynucleosides to form DNA.）」と題されている。「この発見は、最初の生命体が地球でどのように発生したかについての詳細な化学モデルの開発に向けた重要なステップだ」と、研究の上級著者であるスクリプス研究所の化学准教授であるRamanarayanan Krishna

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網膜神経節細胞（Retinal ganglion cells:RGC）は、すべての視覚的印象が網膜から脳に流れるボトルネックだ。 マックス・プランク神経生物学研究所、カリフォルニア大学バークレー校、そしてハーバード大学のチームは、これらのニューロンのさまざまなタイプを説明する分子カタログを作成した。 これにより、個々の網膜神経節細胞タイプを体系的に調査し、特定の接続、機能、および行動応答に関連付けることができる。ゼブラフィッシュが光を見るとき、彼らはしばしばそれに向かって泳ぐ。 信号は完全に異ながるが、獲物と同じだ。 一方、捕食者は魚に逃げるよう促す。 取り違えは致命的な結果をもたらすので、それは良いことだ。 しかし、脳はどのようにして視覚刺激に適切な行動で反応するのだろうか？   光信号は、目の網膜に衝突する光子によって生成される。 網膜のニューロンは、これらの印象を収集して処理する。 そうしている間、網膜は重要な詳細に焦点を合わせる：コントラストまたは色はあるか？ 小さい物体や大きい物体はあるか？ 何か動いているか？ これらの詳細が除外されると、網膜神経節細胞がそれらを脳に送り、そこで特定の行動に変換される。 網膜と脳の間の唯一の接続として、網膜神経節細胞は視覚系の中心的な役割を果たしている。特定の網膜神経節細胞タイプが、脳のさまざまな領域にさまざまな詳細を送信することはすでに知られていた。 ただし、網膜神経節細胞タイプが分子レベルでどのように異なるか、それぞれの機能は何か、コンテキスト依存の動作を調整するのにどのように役立つのかは不明だった。このパズルの解決を開始するために、Herwig Baier博士の研究室のYvonne Kölsch博士（写真）が率いるチームが、網膜神経節細胞の遺伝的多様性を分析した。 Baier博士は、マックスプランク神経生物学研究所の所長

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中毒、うつ病、およびその他の精神障害を治療する可能性のある、幻覚剤ではないバージョンのサイケデリックス薬イボガインが、カリフォルニア大学デービス校の研究者によって開発された。この仕事を説明する論文が2020年12月9日にNatureのオンラインで公開された。 この論文は「治療の可能性を秘めた非幻覚剤サイケデリックスアナログ（A Non-Hallucinogenic Psychedelic Analogue with Therapeutic Potential.）」と題されている。「サイケデリックスは、脳に影響を与えることがわかっている最も強力な薬の一つだ」と、カリフォルニア大学デービス校の化学の助教授であり、この論文の筆頭著者であるDavid Olson 博士は述べている。 「我々がそれらについてほとんど知らないのは信じられないほどだ。」 イボガインは、植物Tabernanthe ibogaから抽出される（画像）。 薬物への渇望を減らし、再発を防ぐなど、強力な中毒防止効果をもたらす可能性があるという事例報告がある。しかし、幻覚や心臓毒性などの深刻な副作用もあり、この薬は米国法の下でスケジュールⅠに分類される規制薬物だ。カリフォルニア大学デービス校にあるOlson 博士の研究室は、スケジュールⅠの物質を扱うことを認可された米国で数少ない研究室の1つだ。 彼のグループは、サイケデリックス化合物の望ましくない影響なしに治療特性を保持するイボガインの合成類似体の作成に着手した。 Olson 博士のチームは、イボガイン分子の一部を交換することにより、一連の同様の化合物を調べた。 彼らは、tabernanthalogまたはTBGと名付けた新しい合成分子を設計した。イボガインとは異なり、新しい分子は水溶性であり、単一のステップで合成することができる。 細胞培養とゼブラフィッシュを使った

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マウスで食物摂取を抑制し満腹感を高めるホルモンが、ヒトとヒト以外の霊長類でも同様の結果を示したことが、eLife（2020年11月24日）のオンラインで公開された新研究で述べられている。 この論文は「リポカリン-2は霊長類の食欲抑制シグナルである。（Lipocalin-2 Is an Anorexigenic Signal in Primates.）」と題されている。リポカリン-2（画像）と呼ばれるホルモンは、満腹感の自然なシグナルが機能しなくなった肥満の人々の潜在的な治療法として使用できるかもしれない。 リポカリン-2は主に骨細胞によって産生され、マウスやヒトで普通に見られる。 マウスの研究では、リポカリン-2を動物に長期間与えると、代謝が遅くなることなく、食物摂取量が減少し、体重増加が防止されることが示されている。 「リポカリン-2は食後の満腹感のシグナルとして機能し、マウスに食物摂取を制限させる。これは、脳内の視床下部に作用することによって行われる。」「リポカリン-2がヒトに同様の効果をもたらすかどうか、そしてその用量が血液脳関門を通過できるかどうかを確かめたかったのだ。」と、著者のPeristera-Ioanna Petropoulou 博士（この研究が実施された時点では、米国ニューヨークのコロンビア大学アーヴィング医療センターで、現在はドイツ・ミュンヘンのヘルムホルツ糖尿病センターに所属。）は述べた。チームは最初に、正常体重、太りすぎ、または肥満のいずれかである米国とヨーロッパの人々の4つの異なる研究からのデータを分析した。 各研究の人々は一晩絶食した後に食事を与えられ、食事の前後の彼らの血中のリポカリン-2の量が研究された。 研究者らは、通常の体重の人では、食事後にリポカリン-2レベルが上昇したことを発見した。これは、食事後の満足度と一致していた。 対照的に

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脂肪組織が COVID-19 の悪化に重要な役割を果たすという証拠が増えている。 調査中の理論の1つは、脂肪細胞（adipocytes）がSARS-CoV-2の貯蔵庫として機能し、肥満または太りすぎの人のウイルス量を増加させるというものだ。科学者らはまた、感染中に脂肪細胞が血流中に放出され、生体内のウイルスによって引き起こされる炎症反応を促進すると考えている。これらの仮説は、ブラジルのサンパウロ大学医学部（FM-USP）臨床外科の教授 Marilia Cerqueira Leite Seelaender博士の調整の下調査されており、英国オックスフォード大学の教授であり、2019年のノーベル生理学・医学賞（「細胞が酸素の利用可能性をどのように感知して適応するかを発見したこと」）の受賞者の1人であるPeter Ratcliffe 医学博士が協力している。 「敗血症に似た全身性炎症を引き起こすサイトカインストームは、一部の重症COVID-19患者で発生する。これらの炎症性因子は脂肪組織に由来すると考えられます。脂肪細胞が増殖しすぎると、体全体に炎症を引き起こす可能性があることが示されている。」とSeelaender博士は語った。FM-USPのグループは、COVID-19で死亡した人々の剖検から得られた脂肪組織と、虫垂炎またはウイルス感染とは関係のないその他の理由で大学病院で緊急手術を受けなければならなかったSARS-CoV-2に感染した患者から得られた脂肪組織のサンプルを分析した。予備的な結果により、ウイルスは脂肪細胞に見られることが確認された。脂肪細胞の膜には、ウイルスがヒト細胞に侵入するために使用する主要な受容体であるACE-2が豊富に含まれている。この研究者らは、ウイルスが脂肪細胞に侵入すると、脂肪細胞内で複製するのに十分な時間そこにとどまることができるかをまだ確認

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もし鳴き鳥たちが「The Masked Singer」（翻訳者注：米テレビシリーズ・芸能人が覆面を身に着けて歌を歌うカラオケ勝ち抜きバトル）の審査員になれば、きっとキンカチョウが番組を牛耳るだろう。 カリフォルニア大学バークレー校の新研究によると、キンカチョウは群れの少なくとも50メンバーの異なる特徴的な音をすばやく記憶できるからだ。Science Advances（2020年11月13日号）に掲載されたこの調査結果では、キンカチョウとして知られる騒々しく赤いくちばしの鳴き鳥は、特定の仲間の独特の歌または呼び掛けに基づいて群れからお互いを選ぶことが示されている。 この論文は「ソーシャルソングバードにおける音声コミュニケーションのための大容量聴覚記憶（High-Capacity Auditory Memory for Vocal Communication in a Social Songbird.）」と題されている。キンカチョウは、まるで人がどの友人やどの親戚がその声で呼んでいるのかを即座に知ることができるように、言語マッピングで人に近い能力を持っている。 さらに、彼らはお互いのユニークな発声を数ヶ月、そしておそらくもっと長く覚えることができる、と調査結果は示唆している。「キンカチョウの驚くべき聴覚記憶は、鳥の脳が洗練された社会的コミュニケーションに高度に適応していることを示している」と、この研究の筆頭著者であるカリフォルニア大学バークレー校の心理学、統合生物学、神経科学のFrederic Theunissen 博士は述べている。Theunissen博士と仲間の研究者らは、純粋にキンカチョウの独特の音に基づいて彼らの仲間を識別する能力の範囲と大きさを測ろうとした。 その結果、一生を共にする鳥のパフォーマンスは予想以上に良かった。「動物の場合、コホートメンバーの呼び出しのソー

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2020年11月20日、プロジェリア研究財団は、プロジェリアおよびプロセシング欠損早老性ラミン病（PL）の治療薬であるZokinvy™（ロナファルニブ）が米国食品医薬品局（FDA）により認可されたと発表した。プロジェリアは、非常にまれで、致命的で、急速に老化する常染色体優性疾患だ。 希少疾患研究財団のパイオニアであるプロジェリア研究財団は、2007年からZokinvyの臨床試験研究を主導してきた。Zokinvyはファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤（FTI）であり、プロジェリアの子供たちに延命効果を示していた。プロジェリア研究財団国際患者登録からの情報と、プロジェリア研究財団とボストンチルドレンズホスピタルが調整した臨床試験に基づくデータは、プロジェリアの患者において、Zokinvyが死亡率を60％（p = 0.0064）減少させ、平均生存期間を 2.5年伸ばした。Zokinvy治療を行わないと、プロジェリアの子供は平均14.5歳で心臓病で亡くなってしまう。   Eiger BioPharmaceuticals（Eiger）は、2015年にプロジェリアの臨床試験にZokinvyの供給を開始し、FDAの認可プロセスを通じてZokinvyを主導することを目的として、2018年にプロジェリア研究財団との先駆的なパートナーシップを締結した。プロジェリア研究財団の代表であるAudrey Gordon氏は、次のように述べている。 「プロジェリアは現在、FDA認可の治療を受けている数少ない希少疾患の1つだ。 この重要なイベントは、ボストンチルドレンズホスピタル、ハスブロチルドレンズホスピタル、ブリガムアンドウィメンズホスピタル、ブラウン大学、ボストン大学、国立衛生研究所（NIH）のプロジェリア専門研究チームを含むプロジェリア研究財団の主要なパートナーシップのおかげでここにある。 Sc

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イスラエルのテルアビブ大学とシャミール医療センターによる新研究は、健康な老化した成人の高圧酸素治療が血球の老化を止め、老化プロセスを逆転させることができることを示した。 生物学的な意味で、成人の血球は治療が進むにつれて実際に若くなるという。この研究者らは、圧力チャンバー内の高圧酸素によるユニークなプロトコルによる治療が、老化とその病気に関連する2つの主要なプロセス（テロメアの短縮と体細胞の機能不全による古い蓄積）を逆転させることができることを発見した。 被験者の血液から得られたDNAを含む免疫細胞に焦点を当てたこの研究では、老化細胞の存在下でテロメアの最大38％の延長と、最大37％の老化細胞の減少が発見された。   この研究は、テルアビブ大学のサックラー医学部／サゴル神経科学部のShai Efrati 教授と シャミール医療センターの最高医学研究責任者であるAmir Hadanny 博士が主導した。この臨床試験は、老化を可逆的な状態として捉えるイスラエルの包括的な研究プログラムの一環として実施された。 この論文は、2020年11月18日にAgingにオンラインで公開された。このオープンアクセスの論文は、「高圧酸素療法により、単離された血球のテロメア長が増加し、免疫老化が減少する：前向き試験（Hyperbaric Oxygen Therapy Increases Telomere Length and Decreases Immunosenescence in Isolated Blood Cells : A Prospective Trial.）」と題されている。「我々のチームは長年、高圧研究と治療に従事してきた。圧力チャンバー内のさまざまな濃度の高圧酸素への曝露プロトコルに基づく治療だ」とEfrati 教授は説明する。 「長年にわたる我々の成果には、年齢、脳卒中、また

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テキサス大学サウスウエスタン（UTSW）の研究者は、細胞内のタンパク質の量を調節する遺伝子分子であるマイクロRNA（miRNA）を分解する細胞のメカニズムを発見した。 2020年11月12日にサイエンスのオンラインで報告されたこの研究成果は、細胞の内部の働きに光を当てるだけでなく、 最終的には、感染症、癌、および他の多くの健康問題と戦うための新しい方法につながる可能性がある。 この論文は、「ユビキチンリガーゼは、テーリングとトリミングとは独立して、ターゲットに向けられたマイクロRNAの崩壊を仲介する（A Ubiquitin Ligase Mediates Target-Directed Microrna Decay Independently of Tailing and Trimming.）」と題されている。 遺伝子には生物の体内のすべてのタンパク質を作るための指示が含まれていることが以前より知られている。ただし、さまざまなプロセスによって、どのタンパク質が生成されるかどうか、そしてその量は規制されている。 これらのメカニズムの1つには、miRNAが関与している。これは、細胞内のメッセンジャーRNA（mRNA）の相補的な断片を分解し、mRNA配列がタンパク質に翻訳されるのを防ぐ遺伝物質の小さな断片だ。1993年にmiRNAが発見されて以来、研究者らは何百もの異なるmiRNA分子とその標的、およびそれらの産生、成熟、発達、生理学、疾患における役割を制御するメカニズムに関する豊富な知識を蓄積してきた。 ただし、UTSWの分子生物学部の教授兼副学部長の Joshua Mendell博士（写真）と博士研究員のJaeil Han博士は、miRNAの使用が終了したときに、細胞がmiRNAをどのように処理するかについてはほとんど知られていなかったと説明した。「miRNA分子が細胞内に

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ヴァンダービルト大学医療センター（VUMC）の研究者らは、 COVID-19 が成人や高齢者に優先的に感染して発症する一方で、幼い子供には感染しにくいように見える理由について鍵となるファクターを特定した。 COVID-19を引き起こすRNAウイルスであるSARS-CoV-2が、肺の気道上皮細胞に侵入するのに必要な酵素/補助受容体であるTMPRSS2（画像）のレベルが大人より子供の方が低くかった。2020年11月12日にJournal of Clinical Investigationにオンラインで公開された調査結果は、高齢者のCOVID-19を治療または予防する為に、この酵素をブロックする取り組みを支持している。 この論文は「年齢によって決定されるプライミングプロテアーゼTMPRSS2の発現と肺上皮におけるSARS-CoV-2の局在（Age-Determined Expression of Priming Protease TMPRSS2 and Localization of SARS-CoV-2 in Lung Epithelium.）」と題されている。 「我々の研究は、特に乳児や非常に幼い子供が感染したり、重篤な病気の症状を示したりする可能性が低いと思われる理由の生物学的根拠を提供するものだ。」と、Jonathan Kropski 医学博士とこの研究を主導した小児科（新生児学）の助教授であるJennifer Sucre 医学博士は述べている。Sucre博士とKropski博士は、この論文の共著者であり、 VUMCの小児科および遺伝学のレジデントであり、博士研究員であるBryce Schuler 医学博士が、この論文の筆頭著者だ。SARS-CoV-2について学ぶことはまだたくさんあるが、よく知られているのは、ウイルス粒子が肺に吸入された後、ウイルス体から突き出るタンパ

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2020年11月14日にThe Journal of Extracellular Vesiclesのオンラインで公開されたオープンアクセスの論文で、イェール大学医学部内科リウマチ学および臨床免疫学部門医学病理学教授のPhilip Askenase医学博士（写真）は、重度の COVID-19 患者の場合、間葉系幹細胞（MSC）由来の エキソソーム が、重度の肺炎およびサイトカインストームの治療に優れている可能性があると主張している。この論文は「間葉系幹細胞（MSC）と回復期血漿を用いたCOVID-19療法はエクソソームの関与を考慮しなければならない：回復期血漿のエクソソームは弱い免疫抗体に拮抗するか？（COVID-19 Therapy with Mesenchymal Stromal Cells (MSC) and Convalescent Plasma Must Consider Exosome Involvement: Do the Exosomes in Convalescent Plasma Antagonize the Weak Immune Antibodies?）」と題されている。 Askenase博士は、MSCがCOVID-19やその他の深刻な状態の治療法としてますます使用されているが、放出されたエクソソームは同じくより安全で、より便利であり、したがって、エクソソーム自体がMSCよりも優れた治療上の選択であると述べている。 この主張を支持して、彼は、文献の多くの報告、および脊髄損傷の治療に関する彼のグループのデータ (PLoS One, 2018 Jan 2; 13(1):e0190358; doi: 10.1371/journal.pone.0190358) は、in vivoで全身投与されたMSC由来のエクソソームが、実際にMSC関連の有益な効果

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赤ちゃんが希なタイプの糖尿病を発症した理由についての遺伝的パズルを解くことで、インスリン産生の基礎となる新しい生物学的パスウェイが明らかになり、より一般的な糖尿病においても新しい治療法の研究が促進されるかもしれない。2020年11月9日にJournal of Clinical Investigationに発表されたこの研究はゲノムシーケンシングを使用して、出生直後に糖尿病を発症するという共通の臨床的特徴を持つ赤ちゃんのグループのすべてがYIPF5遺伝子に突然変異があることを明らかにした。 この研究は、幹細胞研究とCRISPR遺伝子編集ツールを組み合わせて、この遺伝子がインスリンを産生する細胞の機能に不可欠であることを示している。   この論文は「YIPF5変異は小胞体ストレスを介して新生児糖尿病と小頭症を引き起こす（YIPF5 Mutations Cause Neonatal Diabetes and Microcephaly Through Endoplasmic Reticulum Stress）」と題されている。この研究論文には、「YIPF5変異が新生児糖尿病と小頭症を引き起こす：精密医療と機械的理解の進歩（YIPF5 Mutations Cause Neonatal Diabetes and Microcephaly: Progress for Precision Medicine and Mechanistic Understanding）」と題された解説が付いている。エクセター大学（英国）、ブリュッセル自由大学（ベルギー）、ヘルシンキ大学（フィンランド）の科学者が率いる研究チームは、他の国際的な研究者と協力して、これらの突然変異がどのように細胞内に高レベルのストレスをもたらし、細胞死を引き起こすかを示した。 この研究は、YIPF5遺伝子機能がニューロンとイン

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1915年にイギリス海外派遣軍で最初に観測された塹壕熱は、第一次世界大戦中に推定50万人の兵士を病気にした。それ以来、この病気は戦場の代名詞となっている。 しかし今日、国際的な研究チームによる新研究で、この病気に関する証拠が明らかになった。PLOS ONE（2020年11月4日）で公開されたこの研究は、第一次世界大戦より数千年も前の民間人に起きた塹壕熱の、DNAエビデンスの発見について概説している。この研究チームは1世紀から19世紀の間に生きていた合計 145人の骨片と歯を分析した。 それらの約20％には、塹壕熱の原因となる細菌であるBartonella quintana の痕跡が含まれていた。 サウスフロリダ大学（USF）歴史学部の准教授であり、文化と環境の高度な研究のための研究所のメンバーであるDavide Tanasi 博士は、シチリア島のシラキュースにあるローマの墓地からこのプロジェクトの遺骨を発掘した。 USFのデジタル探査研究所の所長でもあるTanasi博士は、3世紀から4世紀にかけて、そこに住むキリスト教徒の人々の食生活と健康をよりよく理解するために、最初この職場で働き始めた。 Tanasi 博士は、フランスの疫学者との共同研究を通じ、リアルタイムPCRを使用して、遺体内の Bartonella quintana DNAを検出した。 「一度発症すると、塹壕熱のように、あなたのDNA内に痕跡を残し、あなたのDNAをさらなる情報と統合することができる病気がある」とTanasi博士は述べた。「これは、人が死んだ後でも、2000年前までさかのぼって感染した細菌の痕跡を見つけることができることを意味する。」 Tanasi博士は、この発見が塹壕熱の複雑な歴史に光を当て、3世紀と4世紀のこの地域のキリスト教徒の生活についての歴史的な疑問に答えるものだと言う。「考古学は過

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毎年、靭帯の損傷により、何千人ものアスリートや一般市民が厳しい状況に置かれている。 回復には時間がかかり、痛みを伴う。また、瘢痕が形成されたために完全に機能が戻らない場合もある。これは、靭帯の損傷がさらに損傷しやすくする要因だ。Stem Cells（2020年11月3日）で発表されたこの新しい エクソソーム ベースの研究は、将来的には歓迎すべき解決策につながる可能性がある。 このオープンアクセスの論文は「エクソソームで教育されたマクロファージとエクソソームが靭帯の治癒を差別的に改善する（Exosome‐Educated Macrophages and Exosomes Differentially Improve Ligament Healing.）」と題されている。この研究は、特定のエクソソームとエクソソームで教育されたマクロファージが、それぞれ靭帯の治癒を促進し、瘢痕を減らす方法を示している。 エクソソームは、これまでに研究されたすべての細胞によって放出され、タンパク質や遺伝情報を細胞間で往復させることができる小胞だ。 マクロファージは、通常、微生物を殺して死んだ細胞を取り除く白血球の一種だが、他の免疫系細胞の作用を刺激することもできる。「教育されたマクロファージ」（EEMs:Educated macrophages）は、情報伝達エクソソーム（この場合は間葉系間質細胞MSC由来のエクソソーム）との相互作用によって「教育」されたマクロファージを指す。 昨年、今回の研究チームのウィスコンシン大学マディソン校（UW-マディソン）の研究者らは、別の研究を発表している（Stem Cells のオープンアクセス論文として公開済）。この論文では、アキレス腱をEEMsで治療すると、炎症が軽減され、腱の強度が向上することを示している。 EEMsは、CD14 +マクロファージ

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半分がRNAで半分が一本鎖DNAであるレトロン（画像）と呼ばれる独特なハイブリッド構造は、多くの種類の細菌に見られる。 約35年前の発見以来、研究者は実験室でDNAの一本鎖を生成するためにレトロンを使用する方法を学んだが、細菌におけるレトロンの機能が何であるかを誰も知らなかった。2020年11月5日に Cell のオンラインで公開された論文で、ワイツマン科学研究所（イスラエル）のチームは、長年の謎を解く報告をしている。 この論文は「アンチファージ防御におけるバクテリアのレトロンの機能（Bacterial Retrons Function in Anti-Phage Defense.）」と題されている。 レトロンは、ウイルスに感染したときに細菌コロニーの生存を保証する免疫システムの番人だ。   細菌がウイルス感染から身を守るために使用する新しい戦略（植物の免疫システムで採用されているものと驚くほど似ている）を明らかにすることに加え、将来、ゲノム編集ツールキットに追加されるかもしれない多くの新しいレトロンを明らかにした。ワイツマン科学研究所微生物ゲノミクス研究室 のRotem Sorek教授の下で実施されたこの研究は、Sorek ラボのAdi Millman博士、Aude Bernheim博士そしてAvigail Stokar-Avihail氏が主導した。Sorek教授と彼のチームは、レトロンの謎を解き明かそうとはせず、細菌の免疫システムの新しい要素、特に細菌がウイルス感染をかわすのを助ける要素を探した。彼らの探索は、バクテリアの免疫系遺伝子がいわゆる「ディフェンスアイランド」内のゲノムに集まっている傾向があるという最近の発見によって容易になった。 研究チームがディフェンスアイランド内のレトロンのユニークな特徴を発見したことで、さらに調査することが決まった。 彼らの最初の研

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COVID-19 に関する喫緊の課題が1つが残っている：免疫はどれくらいの期間持続するか？ 免疫の重要な指標の1つは、ウイルス特異的抗体の存在だ。 以前の研究では、感染から回復した人々が潜在的に保護的な抗体を維持できるかどうかについて矛盾する説が提供されていた。ボストンのブリガムアンドウィメンズホスピタルの研究者が主導した新研究では、軽度から中等度のCOVID-19から回復した患者の血液サンプルと細胞を調べ、ウイルスに対する抗体が病気の解消後にほとんどの個人で低下した一方で、患者の一部分が感染後数ヶ月間の持続的な抗ウイルス抗体を産生したことが発見された。これらの持続的な抗ウイルス抗体は症状の経過が短く、COVID-19からより早く回復する人の中には、ウイルスに対するより効果的で耐久性のある免疫反応を開始している可能性があることを示唆している。 このCell誌に公開された論文は「迅速にCOVID-19を治癒した人が抗SARS-CoV-2抗体産生を維持する（Quick COVID-19 Healers Sustain Anti-SARS-CoV-2 Antibody Production.）」と題されている。「COVID-19後のウイルス特異的抗体レベルを維持しながら迅速に治癒する人のサブセットを発見した」と、ブリガムのアレルギーおよび臨床免疫学部門の免疫学者および准医師、およびハーバード大学医学部の准教授であるDuane Wesemann医学博士は述べた。 「これらの人に見られる免疫反応の種類は、保険契約への投資に少し似ている。これは、ウイルスとの将来の遭遇に対する潜在的な保護層を追加する免疫システムの方法だ。」Wesemannラボは、宿主の免疫系が生成する抗体のセット全体と、これらの抗体が病原体を認識することをどのように学習するかを研究している。 2020年の春、

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Edited by Michael D. O'Neill

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